CN101844780B - 一种芒硝硝水的处理工艺 - Google Patents

Abstract

一种芒硝硝水的处理工艺，在DCS自动化监控系统的监控以及计量误差在0.0001-0.0002m ³/h的AK液体平衡流量计的调控下将井下输送的35.8-36.2％浓度原硝水，经三-六级管道过滤器除去机械杂质、八-十二级离子交换器精制纯化处理得到金属离子杂质含量低于1ppm的硝水，得到精制芒硝水，以满足多品种芒硝的生产使用。

Description

一种芒硝硝水的处理工艺

所属技术领域：

本发明属于无机化工精加工领域。

背景技术：

传统芒硝硝水精制处理工艺是：硝水通过过滤除去机械杂质，加入化工原材料进行化学处理其中金属离子杂质，再加入絮凝剂沉降后，过滤得到精制硝水。

在中国专利号CN101041444A中介绍了用盐水溶液冷冻结晶分离芒硝(硫酸钠)的方法，它经过PH值调节、预冷、控制结晶温度在0-10℃、分离、再结晶，制成成品。该方法采用的工艺流程实际上是先将硝水制成含结晶水的芒硝，然后再脱除芒硝中的游离水，最后得到含结晶水的芒硝生产工艺流程；采用该工艺方法制造含结晶水的芒硝其能耗高，芒硝纯度也不高，同时不利于上数十万吨的生产规模生产。

在中国专利号97116654.4中介绍一种冷冻结晶生产含结晶水的芒硝的生产方法，它经过脱硝、浓缩、滩晒、收集、除杂等工艺流程，该方法主要采用冷却浓缩、晒制的方法，且热天温度控制18℃，冬春季节控制在10℃，其目的是这样一部法结晶制造含结晶水的芒硝，但是，这样制造出的芒硝纯度不高，而且需要采收场地大等不利因数，同时要想年产数十万吨的可能性很小。

在中国专利号：2008100446515中介绍了一种高纯度特种芒硝的制造方法，它采用了物理和化学的方法处理含有各种杂质的硝水，与本发明中精制纯化硝水的方法有较大的区别，为了提高处理的效率，本发明不需要澄清硝水，直接经过过滤除去机械杂质。同时采用絮凝剂和沉淀剂迅速将硝水里的钙镁等金属化合物沉淀和澄清除去。

本发明的目的是研究一种芒硝硝水的处理工艺，使其能够克服现有芒硝水化学处理金属离子杂质生产技术的缺点，在保证产品纯度高的前提下，具有更加理想的单位产能，同时在DCS自动化监控系统的监控以及AK液体平衡流量计的调控下采用多级管道过滤器和多级离子交换器使之更有利于规模化的生产；还克服了芒硝生产工艺流程中储存设备过多等缺点，从而使生产工艺流程缩短近50％，以及在DCS自动化监控系统的监控下，严格控制原硝水浓度，以保证后续工流程控制条件的稳定，因此该工艺流程可规模化生产。

发明内容：

芒硝硝水的处理工艺，在DCS自动化监控系统的监控以及AK液体平衡流量计的调控下将井下输送的一定浓度原硝水经多级管道过滤器除去机械杂质、多级离子交换精制纯化处理得到极低金属离子杂质含量的精硝水，以满足多品种芒硝的生产使用。其具体工艺如下：

1、在DCS自动化监控系统的监控以及AK液体平衡流量计的调控下将矿井下输出的原硝水的工艺流程管道中经多级管道过滤器除去砂石颗粒、机械杂质。

2、在DCS自动化监控系统的监控下将1)处理后的硝水，经过多级离子交换器处理除去硝水中的钙、镁、氯等离子以及铁、砷、铅、镉、锑等重金属离子，使其砷、铅、镉、锑等金属离子在硝水中的总含量低于1ppm，甚至更低，得到精制的芒硝水。

3、采用多级管道过滤系统为3-6级管道过滤器，经过初级管道过滤器除去1mm以上的机械杂质，经过次级管道过滤器除去0.1mm以上的机械杂质，经过三级管道过滤器除去1um以上的机械杂质。

4、采用多离子交换器是直接安装在工艺流程的管道上，共有8-12级离子交换器，即一级阳离子交换器→二级阳离子交换器→三级阳离子交换器→一级阴离子交换器→四级阳离子交换器→五级阳离子交换器→六级阳离子交换器→二级阴离子交换器。

5、采用AK液体平衡流量计是一种非涡流液体平衡流量计，计量误差范围为0.0001-0.0002m³/h。

6、采用DCS自动化监控系统将芒硝硝水浓度控制在35.8-36.2％。有利于后续工流程的稳定生产。

本发明的处理工艺具有以下特点：

1、采用DCS采用DCS自动化监控系统的监控稳定控制原硝水的硫酸钠浓度。

2、采用AK液体平衡流量计，稳定控制调节原硝水、精制硝水的体积流量。

3、采用多级管道过滤器，处理硝水中的砂石颗粒和机械杂质。

4、采用多级离子交换器，处理硝水中金属离子杂质。

采用DCS自动化监控系统的目的是将原硝水的浓度稳定在35.8-36.2％，一方面稳定硝水的精制处理工艺，另一方面稳定制硝工艺的稳定，从而制得的芒硝质量稳定。

采用AK液体平衡流量计，稳定控制调节原硝水、精制硝水的体积流量，其误差在0.0001-0.0002m³/h，一方面可以稳定生产，另一方面是工艺流程控制指标调控更为合理，更利于大生产的进行

采用管道过滤器的目的，一方面减少过滤用的原硝水沉降池，另一方面也缩短了工业流程，还减少原硝水沉降池的清淤等工作，降低了生产运营成本。

本发明采用离子交换器的目的，一方面使精制芒硝水中除钠离子以外的各种金属离子含量降到最低，另一方面是不加入除去钙、镁等离子以及铁、砷、铅、镉、锑等重金属离子使用的添加剂，降低运营成本，同时工艺流程缩短到以前工艺流程的50％，以及减少各种超大型储罐多达10台套。

为此本发明完全打破以往芒硝硝水机械杂质和金属离子杂质的处理的生产方式，采用通过采用DCS自动化监控系统的监控以及AK液体平衡流量计的调控系统、管道过滤系统、离子交换系统等工艺流程，不仅提高了硝水的纯度、而且还缩短精制硝水的生产工艺流程，同时还缩短了原硝水的处理时间，降低生产运营成本。

芒硝硝水的处理工艺，是在DCS自动化监控系统的监控下将井下输送的35.8-36.2％浓度原硝水经三-六级管道过滤器除去机械杂质、四-八级离子交换器精制纯化处理得到金属离子杂质含量为5-8ppm的硝水，得到精制硝水，以满足后续工艺流程生产使用。

所采用管道过滤器采用进口全不锈钢过滤芯，过滤孔用激光打孔，孔径大小均匀，过滤孔分布合理，满足除去不同粒径的机械杂质，比目前国内管道过滤器滤芯采用的一次性高分子材料网滤芯、陶瓷过滤芯、不锈钢网过滤芯该过滤器冲洗简单，消耗少，使用寿命长等特点。同时在这些管道过滤器可以串联使用也可以并联使用，同时还可以根据需要串、并联混合使用，还可以选择不同级数的管道过滤器。

所采用的离子交换器是安装在工艺流程的管道上，一共安装8台离子交换器，即一级阳离子交换器→二级阳离子交换器→三级阳离子交换器→一级阴离子交换器→四级阳离子交换器→五级阳离子交换器→六级阳离子交换器→二级阴离子交换器。在这些离子交换器可以串联使用也可以并联使用，同时还可以根据需要串、并联混合使用，还可以选择不同级数的离子交换器。

原硝水经过工艺管道上的三级管道过滤器除去机械杂质以后，输入一级阳离子交换器，再输入二级阳离子交换器，再输入三级阳离子交换器，再输入一级阴离子交换器，再输入四级阳离子交换器，再输入五级阳离子交换器，再输入六级阳离子交换器，最后输入二级阴离子交换器，经过这样处理使精制芒硝水中除钠离子以外的各种金属离子含量降到最低，同时不加入除去钙、镁等离子以及铁、砷、铅、镉、锑等重金属离子使用的添加剂，以带入其他离子降低精制硝水的品质；该离子交换器中的离子交换树脂具有以下特点：

1有针对性的对硝水溶液中的非钠离子和非硫酸根离子进行交换，降低了硝水处理时的运营成本。

2离子交换树脂的还原简单、快捷。

3一次性投资、且使用寿命长。

DCS系统是项目分散控制系统的英文缩写，是一种控制领域的“混合功能型”控制系统，可实现数据采集、过程控制、顺序控制等实时任务。之所以被成为“混合功能型”控制系统，是因为系统在进行功能设计时，除保留了常规DCS系统强大的模拟量处理和回路控制功能，还兼具快速逻辑控制功能及更高的系统实时性性能。

附图说明：

附图1为本发明工艺流程简图。

具体实施方式

下面对本发明工艺作进一步的详述。

实施例1：在DCS自动化监控系统的监控下将井下输送35.8％浓度原硝水经三级管道过滤器除去机械杂质、八级离子交换器精制纯化处理得到极低杂质含量的精硝水。用以上工艺控制指标生产得到精制硝水检测各种数据见表1。

实施例2：在DCS自动化监控系统的监控下将井下输送的36.2％浓度原硝水经四级管道过滤器除去机械杂质、四级离子交换器精制纯化处理得到极低杂质含量的精硝水。得到精制硝水检测数据见表1。

实施例3：在DCS自动化监控系统的监控下将井下输送的36％浓度原硝水经六级管道过滤器除去机械杂质、六级离子交换器精制纯化处理得到极低杂质含量的精硝水。得到精制硝水检测数据见表1。

实施例4：在DCS自动化监控系统的监控下将井下输送的36％浓度原硝水经五级管道过滤器除去机械杂质、五级离子交换器精制纯化处理得到极低杂质含量的精硝水。得到精制硝水检测数据见表1。

实施例5：在DCS自动化监控系统的监控下将井下输送的35.9％°Be浓度原硝水经四级管道过滤器除去机械杂质、七级离子交换器精制纯化处理得到极低杂质含量的精硝水。得到精制硝水检测数据见表1。

实施例6：在DCS自动化监控系统的监控下将井下输送的36.1％浓度原硝水经三级管道过滤器除去机械杂质、八级离子交换器精制纯化处理得到极低杂质含量的精硝水。得到精制硝水检测数据见表1。

表1

Claims (5)

1.一种芒硝硝水的处理工艺，在DCS自动化监控系统的监控以及AK液体平衡流量计的调控下将井下输送的一定浓度原硝水经多级管道过滤器除去机械杂质、多级离子交换精制纯化处理得到极低金属离子杂质含量的精硝水，以满足多品种芒硝的生产使用，其具体工艺如下：

1)、在DCS自动化监控系统的监控以及AK液体平衡流量计的调控下将矿井下输出的原硝水经多级管道过滤器除去砂石颗粒、机械杂质；

2)、在DCS自动化监控系统的监控下将1)处理后的硝水，经过多级离子交换器处理除去硝水中的钙、镁、氯离子以及铁、砷、铅、镉、锑重金属离子，使砷、铅、镉、锑金属离子在硝水中的总含量低于1ppm，得到精制的芒硝水。

2.根据权利要求1所述芒硝硝水的处理工艺，其特征在于，在DCS自动化监控系统的监控下采用由3-6级管道过滤器组成的多级管道过滤系统，经过初级管道过滤器除去1mm以上的机械杂质，经过次级管道过滤器除去0.1mm以上的机械杂质，经过三级管道过滤器除去1um以上的机械杂质。

3.根据权利要求1所述芒硝硝水的处理工艺，其特征在于，在DCS自动化监控系统的监控下所述多级离子交换器是直接安装在工艺流程的管道上，共有8级离子交换器，即一级阳离子交换器→二级阳离子交换器→三级阳离子交换器→一级阴离子交换器→四级阳离子交换器→五级阳离子交换器→六级阳离子交换器→二级阴离子交换器。

4.根据权利要求1所述芒硝硝水的处理工艺，其特征在于，所述之AK液体平衡流量计是一种非涡流液体平衡流量计，计量误差范围为0.0001-0.0002m³/h。

5.根据权利要求1所述芒硝硝水的处理工艺，其特征在于，所述之DCS自动化监控系统将芒硝硝水浓度控制在35.8-36.2％，有利于后续工序的稳定生产。

Images