CN102344152A - 利用制盐母液制备高品质盐的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用制盐母液制备高品质盐的方法，技术步骤包括：料液混合、料液加热、料液浓缩、料液结晶和产品后处理。制盐母液在常温条件下，与回流料液在料液混合槽内充分搅拌混合，然后对混合后料液进行加热，温度控制在50～70℃；加热后料液经过滤后进入膜组件进行真空蒸馏浓缩，料液流量为0.1～0.4m3/h，真空度为0.88～0.1MPa；浓缩后料液中氯化钠浓度达到280～290g/L时，停止料液回流，并使浓缩后料液进入结晶器进行结晶析盐，结晶温度12～18℃，恒温结晶60～120分钟，然后常温下静置60分钟。结晶—静置后料液进行固液分离，粗盐经饱和氯化钠溶液洗涤、干燥后得精制盐产品，干燥温度为140～150℃。本发明具有节约能源、占地面积小等优点，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明属于制盐及其母液综合利用技术，特别涉及一种可以利用低品位热能真空膜蒸馏浓缩制盐母液制备高品质盐的方法。
背景技术
目前我国年产海盐3000万余吨，副产制盐母液2400万吨以上，其中氯化钠浓度较高，达200g/L以上，可用于进一步制盐。传统的卤水再制盐方法有二次滩晒制盐和多效蒸发制盐两种。
二次滩晒制盐是将制盐母液重新置于盐田内进行蒸发浓缩，进一步提高其中各溶质组分的浓度，氯化钠达到一定的过饱和度后开始结晶析出。二次滩晒制盐能够充分利用太阳能蒸发浓缩制盐母液，具有能耗较低的优点。但是，二次滩晒制盐受气候的影响较大，水蒸发量小，滩晒面积大，卤水渗漏损失严重，盐产品生产周期长、质量较差。
多效蒸发制盐是采用强制蒸发的方式浓缩制盐母液，并制取精制盐，结晶母液可进一步用于钾、镁、溴等资源的提取。多效蒸发制盐具有节约土地资源、氯化钠质量高的优点，但是，生产中操作温度高、能耗较大。
鉴于上述制盐母液利用过程中存在的问题，使制盐母液的利用率不足20%，造成了严重的资源浪费和环境污染。因此积极开发研究制盐母液利用新技术、降低生产成本和减少资源浪费一直是制盐和卤水资源利用行业面临的重要课题。
发明内容
针对上述现有制盐母液再制盐技术中存在的问题，本发明推出了制盐母液真空膜蒸馏—结晶新方法，利用膜蒸馏分离技术浓缩制盐，制备出高品质的盐产品，并副产高纯水，为低成本利用制盐母液资源提供了技术支持。
膜蒸馏（MD）是上世纪八十年代发展起来的一种新型分离技术，它以相平衡原理为基础，将传统的蒸馏技术与膜分离技术相结合，能够实现分离过程在低温、常压或负压的条件下操作，可以充分利用太阳能、地热、工厂废热等低品位热源，具有设备简单、对组件的材质和机械强度要求低、受原料液浓度变化影响小等优点。作为一种高效、环保、廉价的溶液分离和浓缩技术，MD技术已被广泛应用于小型海水淡化、超纯水制备、废水处理等领域。本发明将MD技术应用于制盐母液的浓缩过程，浓缩后的热溶液被转移至低温结晶器内进行结晶制盐，通过控制浓缩—结晶工艺参数，实现制盐母液浓缩和结晶析盐两个过程先后分别进行，进入结晶器的浓溶液具有适当的过饱和度，且浓度分布均匀，可以制备出纯度高、结晶性能好的盐产品。本发明能够实现低成本利用制盐母液资源、减少资源浪费和环境污染，生产出高品质盐产品，并副产高纯水，析盐后的母液可进一步用于钾、镁、溴等资源的提取。
本发明所涉及的利用制盐母液制备高品质盐的方法，技术步骤包括料液混合、料液加热、料液浓缩、料液结晶和产品后处理。
（1）料液混合
制盐母液在常温条件下，经脱色、除菌、机械除杂等简单预处理后，在料液混合槽内与回流料液充分搅拌混合。
（2）料液加热
对混合后料液进行加热，调节加热参数，使流出加热器的制盐母液温度恒定。温度控制在50～70 ℃。
（3）料液浓缩
加热后料液经过滤后进入膜组件进行真空蒸馏浓缩。热料液进入膜组件后，开启冷凝器和真空系统，料液流量为0.1～0.4 m3/h，真空度为0.88～0.1 MPa。控制热料液压力不超过膜组件的最大承受压力，冷凝器流出的淡水即为高纯水，控制其温度不高于15 ℃。经膜组件浓缩后的料液，即膜组件出口料液，回流至料液混合槽，与槽内料液混合后再进入料液加热步骤进行加热。同时，对浓缩后的料液进行连续取样分析，监测其中氯化钠的浓度，计算膜通量和脱盐率。
（4）料液结晶
当上述浓缩后料液中氯化钠浓度达到280～290 g/L时，停止料液回流，浓缩后料液进入结晶器进行结晶析盐，结晶温度为12～18 ℃，并提前向结晶器内加入适量氯化钠细粉作为盐结晶析出的晶种。进入结晶器的料液在结晶温度下缓慢搅拌，恒温后结晶60～120分钟，然后停止搅拌，常温静置60分钟。
（5）产品后处理
上述结晶—静置后料液进行固液分离，粗盐经饱和氯化钠溶液洗涤、干燥后得精制盐产品，干燥温度为140～150 ℃，干燥时间为2～4小时。洗盐后母液送至料液混合槽作为原料液。盐结晶—过滤后得到的析盐母液可用于钾、镁、溴等资源的提取，也可部分回送至料液混合槽与制盐母液混合作为膜浓缩原料液，重复加热、蒸馏浓缩、结晶等过程。
本发明的有益效果：
1、可以实现利用工业生产过程中产生的废液、废气等低品位热源或太阳能加热制盐母液的目的，能够大大降低利用制盐母液资源的成本；
2、将真空膜蒸馏技术和制盐技术结合，能够节省制盐母液二次滩晒所需求的大量土地、减少资源浪费和环境污染；
3、制盐母液的处理量取决于膜材料、膜自身的蒸发面积、制盐母液流量、操作真空度等参数。制得盐产品的品质较高，达到了精制工业盐技术指标的要求，副产高纯水的电导率＜50 μm/cm，脱盐率＞99%。
附图说明
图1为本发明的工艺流程及装置简图。
图中标记说明：
1、料液混合槽 2、加热器
3、过滤器 4、流量计
5、膜组件 6、冷凝器
7、真空系统 8、结晶器
9、过滤器 10、取样阀。
具体实施方式
结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
实施例1
采用聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜进行实验，膜丝内径为1.2 mm、壁厚0.22 mm、孔径为0.18 μm、孔隙率为80%、有效长度为50 cm。操作过程：通过料液泵向料液混合槽1内加入10 L经预处理后的制盐母液，其浓度为30.5波美度，搅拌混合5 min后，通过料液泵将料液送入加热器2加热至65 ℃，再经过滤器3过滤后进入膜组件5进行真空蒸馏浓缩，并回流。料液流量为0.20 m3/h，真空系统的真空度为0.95 MPa，控制冷凝器6流出淡水的温度不高于15 ℃。当膜组件出口料液中氯化钠浓度达到282 g/L后，停止料液回流，使浓缩后料液进入结晶器8内结晶析盐，结晶温度为13 ℃，所得粗盐在常温条件下用饱和氯化钠溶液洗涤一次，在140 ℃条件下干燥3小时后得精制盐产品。实验结果：膜通量为2.3 
，高纯水脱盐率为99.3%，电导率为37 μm/cm，盐纯度为98.7%，精制盐平均粒径为0.7 mm。
实施例2
采用PVDE中空纤维膜进行实验，膜丝内径为1.5 mm、壁厚0.18 mm、孔径为0.20 μm、孔隙率为75%、有效长度为50 cm。操作过程：通过料液泵向料液混合槽1内加入10 L经预处理后的制盐母液，其浓度为29.3波美度，搅拌混合5 min后，通过料液泵将料液送入加热器2加热至65 ℃，再经过滤器过滤3后进入膜组件5进行真空蒸馏浓缩，并回流。料液流量为0.25 m3/h，真空系统的真空度为0.98 MPa，控制冷凝器6流出淡水的温度不高于15 ℃。当膜组件出口料液中氯化钠浓度达到285 g/L后，停止料液回流，使浓缩后料液进入结晶器8内结晶析盐，结晶温度为15 ℃，所得粗盐在常温条件下用饱和氯化钠溶液洗涤一次，在140 ℃条件干燥3小时后得精制盐产品。实验结果：膜通量为2.9，高纯水脱盐率为99.2%，电导率为48 μm/cm，盐纯度为99.1%，精制盐平均粒径为0.9 mm。
Claims (3)
1.一种利用制盐母液制备高品质盐的方法，其特征在于，技术步骤包括：料液混合、料液加热、料液浓缩、料液结晶和产品后处理；料液混合，制盐母液在常温条件下，经脱色、除菌、机械除杂预处理后，在料液混合槽内与回流料液充分搅拌混合；料液加热，对混合后料液进行加热，温度控制在50～70 ℃，并使流出加热器的制盐母液温度恒定；料液浓缩，加热后料液经过滤后进入膜组件进行真空蒸馏浓缩，料液流量为0.1～0.4 m3/h，真空度为0.88～0.1 MPa，经膜组件浓缩后的料液回流至料液混合槽；料液结晶，当浓缩后料液中氯化钠浓度达到280～290 g/L时，停止料液回流，并使浓缩后料液进入结晶器进行结晶析盐，结晶温度为12～18 ℃；产品后处理，结晶—静置后料液进行固液分离，粗盐经饱和氯化钠溶液洗涤、干燥后得精制盐产品。
2.根据权利要求1所述的利用制盐母液制备高品质盐的方法，其特征在于，进入结晶器的料液在结晶温度下缓慢搅拌，恒温后结晶60～120分钟，然后常温下静置60分钟。
3.根据权利要求1所述的利用制盐母液制备高品质盐的方法，其特征在其特征在于，粗盐经饱和氯化钠溶液洗涤、干燥后得精制盐产品，干燥温度为140～150 ℃，干燥时间为2～4小时。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150812 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |