CN103290428A - 封闭循环无污染的氯酸钠生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种封闭循环无污染的氯酸钠生产工艺，它的操作如下：将粗盐溶解配制成氯化钠饱和溶液，送到盐水除杂处理工序中，净化后的盐水送往电解工序，电解过程中的pH值在5.8-6.3，电解尾气经处理后用于燃料或生产双氧水；电解完成液送往NaClO3一次结晶工序，经NaClO3一次结晶工序出来的一级母液送往母液贮槽中，一级母液被分为三部分：一部分母液循环返回到电解工序；一部分母液被送到NaClO3二次结晶工序中；还有一部分母液被送往母液除杂处理工序。本发明工艺封闭循环，不向外排放工艺废水废渣废气，回收生产所需的无机盐，而且有效地减少杂质ClO4 -、Mg2+、Ca2+、SO4 2-等离子对电解工序的不利影响，使洗槽周期从三个月延长到半年甚至一年，重铬酸钠消耗量极大地减少。
Description
技术领域
本发明涉及一种氯酸钠生产工艺，特别是一种工艺过程封闭循环，不向外排放工艺废水，对环境不造成污染，符合国家环保政策的氯酸钠生产工艺。
背景技术
电解法生产氯酸钠工艺中，氯酸盐结晶后剩余的母液中，还含有ClO4 -、Cr(VI)、Mg2+、Ca2+、SO4 2-、Cl-等，其中Cr(VI)以Cr2O7 2-或CrO4 2-的形式存在。重铬酸钠是广泛应用于商业生产氯酸钠的传统的多功能添加剂，它能抑制次氯酸根ClO-和氯酸根ClO3 -的反应，提高电解质的缓冲能力，并抑制阳极的析氧反应。在生产过程中，不能任意排放含六价铬酸根的污水，而应循环母液使用，减少重铬酸钠的消耗量。
于是，随着反应地不断进行，ClO4 -、Mg2+、Ca2+、SO4 2-这些杂质离子和副产物的含量会在闭环流程中不断地增加。其中一个副产物是高氯酸钠，它是氯酸钠在阳极被氧化的产物，反应式如下：
ClO3 -+H2O→ClO4 -+2H++2e-
高氯酸钠的形成已成为一个待解决的问题，尤其是在采用为了减少污水排放的封闭式氯酸钠生产工艺中。在封闭的循环系统中，氯酸钠结晶后所剩余的母液被返回到电解工序前的工序中。高氯酸钠的产生会降低氯化钠的溶解度，这会对电解效率和结晶效率产生不利的影响。产生高氯酸钠的反应是氯化钠氧化成氯酸钠的竞争反应，特别是当氯化钠浓度较低，氯酸钠浓度较高时，氯酸钠氧化成高氯酸钠的反应速率将会提高。美国专利US.5063041曾报道一种除ClO4 -的方法：先将部分氯酸钠电解完成液用热蒸发或减压蒸发掉3/4体积的水分，浓缩液后降温到0-30℃，此时主要含氯化钠和氯酸钠的结晶析出。接着在剩余母液中加入浓度在1.0mol/L到饱和浓度的氯化钾溶液，使产生高氯酸钾沉淀，沉淀从母液中分离出来后，剩余的母液返还氯酸钠生产工序。但在产生高氯酸钾沉淀的同时，还会沉淀出一定数量的氯酸钾、氯酸钠和氯化钠，这会给工艺过程带来一定的损失。
在氯酸钠生产工艺中另一个难处理的杂质是SO4 2-，它主要是由原料带入到生产系统中。通常当母液中的SO4 2-浓度累积到一定量的时候，可将部分母液取出，在母液中加入稍过量的CaCl2溶液，以便产生CaSO4沉淀，剩余的CaCl2再与适量的Na2CO3反应生成CaCO3沉淀以除去Ca2+。
用于生产氯酸钠的盐水中含钙镁离子。盐水中钙镁离子含量浓度必须在较低水平才能保证电解槽运行的效率。大部分的钙镁离子能通过加入电解工序前的盐水除杂处理工序移出，使盐水中钙镁离子含量在5-10mg/L。由于在氯酸钠结晶过程只带走很少的钙镁，随着母液的循环大部分的钙镁和其它杂质会在电解系统中很快地积累。这些积累的杂质可以通过约三个月洗槽一次被除掉，但洗槽会损失生产的时间和增加费用，而且会造成一定的环境污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种封闭循环无污染的氯酸钠生产工艺，其生产过程封闭循环，不向外排放工业三废，不污染环境，并有效地减少杂质离子对电解工序的不利影响，延长洗槽周期。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题：
本发明一种封闭循环无污染的氯酸钠生产工艺，它的操作过程如下：
a.将粗盐固体原料溶解配制成氯化钠饱和溶液，后送到盐水除杂处理工序中，除掉盐水中大部分的钙镁离子，使钙镁离子浓度为5-10mg/L；净化后的盐水送往电解工序，氯化钠溶液电解成氯酸钠溶液，电解过程中的pH值在5.8-6.3，氯酸钠电解尾气经处理后用于燃料或生产双氧水；
b．电解完成液送往NaClO3一次结晶工序，在此工序氯酸钠被结晶分离出来，经NaClO3一次结晶工序出来的一级母液送往母液贮槽中，一级母液被分为三部分：一部分母液循环返回到电解工序；一部分母液被送到NaClO3二次结晶工序中；还有一部分母液被送往母液除杂处理工序；
c．在NaClO3二次结晶工序中，一级母液先经NaClO3二次结晶装置处理，再进入分离工序，分离工序中排出浆的氯酸钠固体采用少部分一级母液或二级结晶母液进行清洗，清洗后的液体被返回到二次结晶装置中，经分离工序将清洗过的氯酸钠晶体返回到一次结晶工序之前的管路中；
d．在母液除杂处理工序中，一级母液送往除SO4 2-工序，在此加入240-480mg/LCaCl2，SO4 2-以CaSO4沉淀排出系统；脱SO4 2-后的母液后送往除钙镁工序中，在此加入30-60mg/LNa2CO3，Ca2+、Mg2+以CaCO3、MgCO3沉淀排出系统；脱Ca2+、Mg2+后的母液通过阳离子螯合交换柱进一步脱除杂质，再将循环母液与盐水除杂处理工序出来的盐水一起混合返回到电解工序。
在步骤a中，电解液加入用量均为1mol/L的亚硫酸钠、氨气、尿素或双氧水以用于防止ClO-的产生。
在步骤a中，氯酸钠电解尾气依次通过氢氧化钠溶液吸收塔、气液分离器、活性炭吸附器、除氧器除去少量氯气、氧气和水蒸气，得到纯净的氢气，送氢气柜待用。
在步骤c中，二级结晶母液中NaClO4浓度达到700-750g/L时，将其从生产氯酸钠系统中移出，使循环母液中的高氯酸钠浓度维持在0.5-1g/L。后结晶分离得到高氯酸钠固体，经纯化处理后可出售。
在步骤d中，阳离子螯合交换柱的温度控制在10-40℃，树脂采用阳离子螯合离子交换树脂，使用的树脂是钠形式的。
经母液除杂处理工序出来的循环母液与盐水除杂处理工序出来的盐水混合液中钙镁含量在2-4mg/L。
本发明采用一种封闭循环生产氯酸钠的工艺，将氯酸钠结晶后的母液一部分送去二次结晶工序，以移除过量的ClO4 -，同时另一部分送去母液除杂工序，以移除过量的SO4 2-、Mg2+、Ca2+，最终移除大量杂质离子的母液中主要含Cl-和Cr(VI)，将其循环返回到电解工序。从而实现不向外排放工业三废，不污染环境，有效地减少杂质ClO4 -、Mg2+、Ca2+、SO4 2-等离子对电解工序的不利影响，使洗槽周期从三个月延长到半年甚至一年。重铬酸钠等辅料在工艺中循环使用，消耗量极大地减少。
附图说明
图1本发明封闭循环生产氯酸钠工艺示意图。
具体实施方式
下面结合附图1所示更好地理解本发明生产氯酸钠的工艺过程。
整个氯酸钠生产工艺过程主要包括盐水除杂处理工序2、电解工序3、NaClO3一次结晶工序4、NaClO3二次结晶工序11、母液除杂工序12。
粗盐固体原料通过管路101送到盐水储槽1中溶解，配制成氯化钠饱和或接近饱和溶液。后通过管路102送到盐水除杂处理工序2。粗盐中各种杂质对电解工序产生不利的影响，因此首先要除杂。例如，钙离子和镁离子可以影响电解的运行，增加电解电压，降低电解效率，因此会增加电解的能耗和生产的成本。硫酸根可能会导致产生硫酸钙，沉积在换热器表面或污染氯酸钠产品。去除这些杂质可以通过已知的工艺方法。例如，钙、镁、硫酸根，可加入Na2C03，NaOH，BaCl2形成各种不溶性的杂质成分而被除去。离子交换树脂也可用于进一步除掉许多碱土金属阳离子，通过现有工艺的盐水除杂处理工序后，盐水中钙镁离子浓度为5-10mg/L。
已处理的粗盐水通过管路103被送到电解工序3中，电解氯化钠形成含氯酸钠电解液。通常，电解工序3中加入盐酸或氯气，以维持电解液的pH值在5.8-6.3。通常的反应温度为60℃-80℃。一般安装有冷却器，用于移出反应器产生的余热，并用于控制电解槽中的运行稳定。冷却器可位于电解槽内或单独置于电解槽外部（图1中未显示）。通常，OCl-和HOCl会加速电解设备的腐蚀并降低整个工序的效率。移除OCl-和HOCl是用亚硫酸钠Na2S03、氨气NH3、尿素(NH2)2CO或双氧水H2O2进行处理，最好是用H2O2，用量均为1mol/L。电解产生的氢气从管路118释放出来。电解完成液后被送到氯酸钠结晶工序4中。如果管路104中氯酸钠浓度低于600g/L，通常闪蒸发掉部分水以提高氯酸钠的浓度，后溶液冷却到30-40℃，氯酸钠结晶析出，晶体通过管路119移出。母液通过管路105被送到母液贮槽5中。
从母液贮槽5中出来的一级母液通过管路106流出，被分为三股流体：一部分一级母液通过管路108循环回到电解工序3中；一部分一级母液通过管路114进入母液除杂工序12中；一部分一级母液通过管路107进入氯酸钠二次结晶工序11进行二次结晶。
部分一级母液通过管路107被送入二次结晶工序11中，在这里通过移除含氯酸钠的固体而产生二级母液。二次结晶装置6可以采用现有的技术进行结晶，如采用真空结晶器。通常可采用与一次结晶工序4一样的设备进行结晶。二级结晶工序11的目的是浓缩溶液中的高氯酸钠。在二次结晶装置6形成的含氯酸钠固体的排出浆通过管路109被送到一个分离工序7中。分离工序一般采用气旋或离心的方法。
如图1所示，少部分一级结晶母液可通过管路111用于在分离工序7中清洗排出浆中的氯酸钠固体，也可以用二级结晶母液进行清洗排出浆中的氯酸钠固体。二级母液清洗后的液体通过管路110离开分离工序7，被返回到二次结晶装置6中，与管路107中的一级母液混合。利用这种方法，高氯酸钠未从二次结晶工序11中移出，而是在二级母液中不断地积累。分离工序7只能将清洗过的氯酸钠晶体通过管路113返回到一次结晶工序4之前的管路104中，如图1所示。
一旦在二级母液中高氯酸钠的浓度达到某固定值，二级母液可以从管路112中移出，从而移除至少部分生产工艺中累积的高氯酸钠。二级母液应在高浓度的高氯酸钠溶液未形成晶体前被从整个生产工艺中移出。这个高氯酸钠浓度固定值为700-750g/L。
移出至少部分NaClO3二次结晶工序中的母液，从而移出部分氯酸钠生产过程中所产生的高氯酸钠。从电解生产过程中移除高氯酸钠的工序可以延长工艺操作时间，提高原料利用率和反应效率。
部分一级母液通过管路114送往除SO4 2-工序8，在此加入240-480mg/L氯化钙，以形成硫酸钙沉淀并从管路120移出；滤液通过管路115送到除钙镁工序9中，在这里加入30-60mg/L碳酸钠产生碳酸钙、碳酸镁沉淀并从管路121排出；除钙镁工序9出来的滤液中仍还有相当浓度（例如约1-2mg/L）的钙镁离子，这些钙镁离子是电解工序中不希望其存在的，后将这个剩余盐水通过管路116送到离子交换工序10中。
除Ca2+、Mg2+的剩余液通过管路116送到阳离子交换工序10，进一步除去碱土金属杂质，得到的净化的氯酸钠溶液中总碱土金属离子总量小于0.5mg/L。在离子交换工序10中，采用阳离子螯合离子交换树脂交换一定量的钙镁离子。离子交换柱在传统的使用方式是除掉几乎所有的钙镁离子，直到交换柱失活，无法除掉钙镁为止。本发明离子交换柱不是以这种方式运作，通过离子交换柱的流量很大，不能消除母液中所有的钙镁离子，只要达到离子交换工序10中除去钙镁的数量平均等于通过管路101进入系统的钙镁的数量。从某种意义上说，离子交换柱起到收购多余钙镁的作用，而不是一个净化母液中钙镁的手段。这样，可阻止系统中钙镁的积累，使最终进入电解槽3的钙镁离子水平低于约0.5mg/L。当管路117的母液与管路103进入的盐水混合后，使进入电解槽3的钙镁含量约为2-4mg/L。
离子交换工序10中使用的离子交换柱柱温应在10-40℃，过高的温度树脂会被氧化。该树脂必须是阳离子螯合离子交换树脂，使用的树脂是钠形式的，因为酸式树脂可以形成二氧化氯，有爆炸性危险。在离子交换柱的设计中主要考虑的是其容量和流量，以便能除去相当于通过管路101进入系统的钙镁的数量。当树脂负载小于60-80%时进行再生。阳离子螯合离子交换树脂还会除掉其它金属离子，除钙镁外还有镍、钡、铁。镍离子是一个非常需要被除掉的离子，因为镍会促使氯酸根分解成次氯酸根，造成产品的损失。
按照本发明，整个氯酸钠生产过程是闭路循环式过程，母液处理后返回到工序的前阶段。已知的贮存容器，输送管道，换热器，蒸发器，结晶器和其它相关的设备在不偏离本发明的范围内都可应用。
整个生产氯酸钠工艺中除产品氯酸钠外，其余排出物均可得到合理的利用，不随意排放，不会对环境造成污染。氯酸钠电解尾气主要成分是氢气，还有少量氯气、氧气和水蒸气，这些尾气可依次通过氢氧化钠溶液吸收塔、气液分离器、活性炭吸附器、除氧器除去少量氯气、氧气和水蒸气，得到纯净的氢气，送氢气柜待用，纯氢气可用于燃料或生产双氧水。二次结晶工序中得到的高浓度高氯酸钠溶液，可纯化处理后得到高氯酸钠固体，是重要的化工产品。母液除杂工序中排出的钙镁废渣可用于生产内墙涂漆，成本低廉，节约资源。
整个工艺过程封闭循环，不产生三废污染，并保证了生产氯酸钠工艺持续有效地进行。
实施例1
按照本发明封闭循环无污染生产氯酸钠的一个实施例子。将粗盐固体于40-45℃下加适量水溶化，配成浓度为350g/L的氯化钠溶液，贮存在盐水贮槽1中。氯化钠溶液通过管路102送到盐水除杂处理工序2中，在此除去大部分的碱土金属杂质，使钙镁离子浓度为5mg/L；后通过管路103送去电解工序3中。电解液中加入盐酸控制电解过程中pH值为5.8，加入1mol/L亚硫酸钠以防止产生ClO-。氯酸钠电解尾气通过管路118排出，尾气通过除氯气、氧气、水蒸气后得到的纯氢气，可用作燃料或生产双氧水。
电解完成液通过管路104送往NaClO3一次结晶工序4中，在此工序氯酸钠被结晶分离出来，从管路119中排出；NaClO3一次结晶工序4出来的一级母液送往母液贮槽5中；一级母液被分为三部分：一部分母液由管路108循环返回到电解工序4；一部分母液从管路107送到NaClO3二次结晶工序11中，在此浓缩母液中的高氯酸钠；一部分母液从管路114送到母液除杂处理工序10中。在NaClO3二次结晶工序11中所形成的晶体可用NaClO3一次结晶后的一级母液从管路111进入后进行洗涤或用NaClO3二次结晶后的二级母液进行洗涤，洗涤液从管路110返回到NaClO3二次结晶装置6中。这个循环工序不断地运行，直到在NaClO3二次结晶工序出来的二级母液中NaClO4浓度达到700g/L时，从管路112中移出高浓度的高氯酸钠溶液，后结晶分离得到高氯酸钠固体，经纯化处理后可出售。通过移除高浓度的高氯酸钠溶液，使母液中的高氯酸钠浓度降低到0.5g/L。
还有一部分贮槽中的一级母液被送到母液除杂工序10。部分贮槽中的一级母液从管路114送往除SO4 2-工序8中，在此加入240mg/LCaCl2，SO4 2-以CaSO4沉淀从管路120排出系统；脱SO4 2-后的母液后送往除钙镁工序9中，在此加入30mg/LNa2CO3，Ca2+、Mg2+以CaCO3、MgCO3沉淀从管路121排出系统；脱Ca2+、Mg2+后的母液通过柱温为10℃的阳离子交换柱10进一步脱除钙镁离子等杂质；进行一系列杂质脱除工序后的循环母液由管路117与盐水除杂处理工序2出来的盐水在管路103中混合后一起进入电解工序3中，最终使进入电解工序3的盐水的钙镁含量约为2mg/L。得到的钙镁废渣可用于生产内墙涂漆。
实施例2
按照本发明封闭循环无污染生产氯酸钠的另一个实施例子。将粗盐固体于40-45℃下加适量水溶化，配成浓度为355g/L的氯化钠溶液，贮存在盐水贮槽1中。氯化钠溶液通过管路102送到盐水除杂处理工序2中，在此除去大部分的碱土金属杂质，使钙镁离子浓度为7mg/L（数值是否正确？）；后通过管路103送去电解工序3中。电解液中加入盐酸控制电解过程中pH值为6.0，通入氨气，使氨水浓度达到1mol/L，以防止产生ClO-。氯酸钠电解尾气通过管路118排出，尾气通过除氯气、氧气、水蒸气后得到的纯氢气，可用作燃料或生产双氧水。
电解完成液通过管路104送往NaClO3一次结晶工序4中，在此工序氯酸钠被结晶分离出来，从管路119中排出；NaClO3一次结晶工序4出来的一级母液送往母液贮槽5中；一级母液被分为三部分：一部分母液由管路108循环返回到电解工序4；一部分母液从管路107送到NaClO3二次结晶工序11中，在此浓缩母液中的高氯酸钠；一部分母液从管路114送到母液除杂处理工序10中。在NaClO3二次结晶工序11中所形成的晶体可用NaClO3一次结晶后的一级母液从管路111进入后进行洗涤或用NaClO3二次结晶后的二级母液进行洗涤，洗涤液从管路110返回到NaClO3二次结晶装置6中。这个循环工序不断地运行，直到在NaClO3二次结晶工序出来的二级母液中NaClO4浓度达到716g/L时，从管路112中移出高浓度的高氯酸钠溶液，后结晶分离得到高氯酸钠固体，经纯化处理后可出售。通过移除高浓度的高氯酸钠溶液，使母液中的高氯酸钠浓度降低到0.65g/L。
还有一部分贮槽中的一级母液被送到母液除杂工序10。部分贮槽中的一级母液从管路114送往除SO4 2-工序8中，在此加入300mg/LCaCl2，SO4 2-以CaSO4沉淀从管路120排出系统；脱SO4 2-后的母液后送往除钙镁工序9中，在此加入240mg/LNa2CO3，Ca2+、Mg2+以CaCO3、MgCO3沉淀从管路121排出系统；脱Ca2+、Mg2+后的母液通过柱温为20℃的阳离子交换柱10进一步脱除钙镁离子等杂质；进行一系列杂质脱除工序后的循环母液由管路117与盐水除杂处理工序2出来的盐水在管路103中混合后一起进入电解工序3中，最终使进入电解工序3的盐水的钙镁含量约为3mg/L。得到的钙镁废渣可用于生产内墙涂漆。
实施例3
按照本发明封闭循环无污染生产氯酸钠的另一个实施例子。将粗盐固体于40-45℃下加适量水溶化，配成浓度为360g/L的氯化钠溶液，贮存在盐水贮槽1中。氯化钠溶液通过管路102送到盐水除杂处理工序2中，在此除去大部分的碱土金属杂质，使钙镁离子浓度为8mg/L；后通过管路103送去电解工序3中。电解液中加入盐酸控制电解过程中pH值为6.2，加入1mol/L尿素以防止产生ClO-。氯酸钠电解尾气通过管路118排出，尾气通过除氯气、氧气、水蒸气后得到的纯氢气，可用作燃料或生产双氧水。
电解完成液通过管路104送往NaClO3一次结晶工序4中，在此工序氯酸钠被结晶分离出来，从管路119中排出；NaClO3一次结晶工序4出来的一级母液送往母液贮槽5中；一级母液被分为三部分：一部分母液由管路108循环返回到电解工序4；一部分母液从管路107送到NaClO3二次结晶工序11中，在此浓缩母液中的高氯酸钠；一部分母液从管路114送到母液除杂处理工序10中。在NaClO3二次结晶工序11中所形成的晶体可用NaClO3一次结晶后的一级母液从管路111进入后进行洗涤或用NaClO3二次结晶后的二级母液进行洗涤，洗涤液从管路110返回到NaClO3二次结晶装置6中。这个循环工序不断地运行，直到在NaClO3二次结晶工序出来的二级母液中NaClO4浓度达到733g/L时，从管路112中移出高浓度的高氯酸钠溶液，后结晶分离得到高氯酸钠固体，经纯化处理后可出售。通过移除高浓度的高氯酸钠溶液，使母液中的高氯酸钠浓度降低到0.85g/L。
还有一部分贮槽中的一级母液被送到母液除杂工序10。部分贮槽中的一级母液从管路114送往除SO4 2-工序8中，在此加入360mg/LCaCl2，SO4 2-以CaSO4沉淀从管路120排出系统；脱SO4 2-后的母液后送往除钙镁工序9中，在此加入50mg/LNa2CO3，Ca2+、Mg2+以CaCO3、MgCO3沉淀从管路121排出系统；脱Ca2+、Mg2+后的母液通过柱温为30℃的阳离子交换柱10进一步脱除钙镁离子等杂质；进行一系列杂质脱除工序后的循环母液由管路117与盐水除杂处理工序2出来的盐水在管路103中混合后一起进入电解工序3中，最终使进入电解工序3的盐水的钙镁含量约为4mg/L。得到的钙镁废渣可用于生产内墙涂漆。
实施例4
按照本发明封闭循环无污染生产氯酸钠的另一个实施例子。将粗盐固体于40-45℃下加适量水溶化，配成浓度为365g/L的氯化钠溶液，贮存在盐水贮槽1中。氯化钠溶液通过管路102送到盐水除杂处理工序2中，在此除去大部分的碱土金属杂质，使钙镁离子浓度为10mg/L；后通过管路103送去电解工序3中。电解液中加入盐酸控制电解过程中pH值为6.3，加入1mol/L双氧水以防止产生ClO-。氯酸钠电解尾气通过管路118排出，尾气通过除氯气、氧气、水蒸气后得到的纯氢气，可用作燃料或生产双氧水。
电解完成液通过管路104送往NaClO3一次结晶工序4中，在此工序氯酸钠被结晶分离出来，从管路119中排出；NaClO3一次结晶工序4出来的一级母液送往母液贮槽5中；一级母液被分为三部分：一部分母液由管路108循环返回到电解工序4；一部分母液从管路107送到NaClO3二次结晶工序11中，在此浓缩母液中的高氯酸钠；一部分母液从管路114送到母液除杂处理工序10中。在NaClO3二次结晶工序11中所形成的晶体可用NaClO3一次结晶后的一级母液从管路111进入后进行洗涤或用NaClO3二次结晶后的二级母液进行洗涤，洗涤液从管路110返回到NaClO3二次结晶装置6中。这个循环工序不断地运行，直到在NaClO3二次结晶工序出来的二级母液中NaClO4浓度达到750g/L时，从管路112中移出高浓度的高氯酸钠溶液，后结晶分离得到高氯酸钠固体，经纯化处理后可出售。通过移除高浓度的高氯酸钠溶液，使母液中的高氯酸钠浓度降低到1g/L。
还有一部分贮槽中的一级母液被送到母液除杂工序10。部分贮槽中的一级母液从管路114送往除SO4 2-工序8中，在此加入480mg/LCaCl2，SO4 2-以CaSO4沉淀从管路120排出系统；脱SO4 2-后的母液后送往除钙镁工序9中，在此加入60mg/L Na2CO3，Ca2+、Mg2+以CaCO3、MgCO3沉淀从管路121排出系统；脱Ca2+、Mg2+后的母液通过柱温为40℃的阳离子交换柱10进一步脱除钙镁离子等杂质；进行一系列杂质脱除工序后的循环母液由管路117与盐水除杂处理工序2出来的盐水在管路103中混合后一起进入电解工序3中，最终使进入电解工序3的盐水的钙镁含量约为4mg/L。得到的钙镁废渣可用于生产内墙涂漆。
Claims (6)
1.一种封闭循环无污染的氯酸钠生产工艺，其特征在于，它的操作过程如下：
a.将粗盐固体原料溶解配制成氯化钠饱和溶液，后送到盐水除杂处理工序中，除掉盐水中大部分的钙镁离子，使钙镁离子浓度为5-10mg/L；净化后的盐水送往电解工序，氯化钠溶液电解成氯酸钠溶液，电解过程中的pH值在5.8-6.3，氯酸钠电解尾气经处理后用于燃料或生产双氧水；
b．电解完成液送往NaClO3一次结晶工序，在此工序氯酸钠被结晶分离出来，经NaClO3一次结晶工序出来的一级母液送往母液贮槽中，一级母液被分为三部分：一部分母液循环返回到电解工序；一部分母液被送到NaClO3二次结晶工序中；还有一部分母液被送往母液除杂处理工序；
c．在NaClO3二次结晶工序中，一级母液先经NaClO3二次结晶装置处理，再进入分离工序，分离工序中排出浆的氯酸钠固体采用少部分一级母液或二级结晶母液进行清洗，清洗后的液体被返回到二次结晶装置中，经分离工序将清洗过的氯酸钠晶体返回到一次结晶工序之前的管路中；
d．在母液除杂处理工序中，一级母液送往除SO4 2-工序，在此加入240-480mg/LCaCl2，SO4 2-以CaSO4沉淀排出系统；脱SO4 2-后的母液后送往除钙镁工序中，在此加入30-60mg/LNa2CO3，Ca2+、Mg2+以CaCO3、MgCO3沉淀排出系统；脱Ca2+、Mg2+后的母液通过阳离子螯合交换柱进一步脱除杂质，再将循环母液与盐水除杂处理工序出来的盐水一起混合返回到电解工序。
2.根据权利要求1所述封闭循环无污染的氯酸钠生产工艺，其特征在于，在步骤a中，电解液加入用量均为1mol/L的亚硫酸钠、氨气、尿素或双氧水以用于防止ClO-的产生。
3.根据权利要求1所述封闭循环无污染的氯酸钠生产工艺，其特征在于，在步骤a中，氯酸钠电解尾气依次通过氢氧化钠溶液吸收塔、气液分离器、活性炭吸附器、除氧器除去少量氯气、氧气和水蒸气，得到纯净的氢气，送氢气柜待用。
4.根据权利要求1所述封闭循环无污染的氯酸钠生产工艺，其特征在于，在步骤c中，二级结晶母液中NaClO4浓度达到700-750g/L时，将其从生产氯酸钠系统中移出，使循环母液中的高氯酸钠浓度维持在0.5-1g/L。后结晶分离得到高氯酸钠固体，经纯化处理后可出售。
5.根据权利要求1所述封闭循环无污染的氯酸钠生产工艺，其特征在于，在步骤d中，阳离子螯合交换柱的温度控制在10-40℃，树脂采用阳离子螯合离子交换树脂，使用的树脂是钠形式的。
6.根据权利要求1所述封闭循环无污染的氯酸钠生产工艺，其特征在于，经母液除杂处理工序出来的循环母液与盐水除杂处理工序出来的盐水混合液中钙镁含量在2-4mg/L。
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- 2013-06-17 CN CN201310238813.XA patent/CN103290428B/zh active Active
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