CN105858963A - 一种芒硝型卤水中铁离子的去除方法 - Google Patents

一种芒硝型卤水中铁离子的去除方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及卤水处理技术领域，尤其是一种芒硝型卤水中铁离子的去除方法；包括以下步骤：(1)制备预氧化助剂：在精卤液体中添加一定量的高锰酸钾，所述精卤液体的化学成分为：Ca2+≤10mg/L；Mg2+≤5mg/L；NaCl为300±5g/L；(2)原卤中加预氧化助剂，使得原卤中高锰酸钾的含量为0.1—5mg/L；(3)加两碱调节pH：在步骤(2)中得到的原卤混合液体中加纯碱和烧碱，加纯碱去除钙离子，加烧碱调节pH值至10～11.5，继续反应1.5h；(4)加絮凝沉淀剂；本发明制得的化学助剂，不会引起二次污染；能够以连续法的方式应用于一次盐水的生产工艺，其配置、添加方法简便，不影响原生产工艺及产品品质；普通氧化法时间约20h，而本发明预氧化时间仅为1‑5min较普通自然氧化法时间短，效率高。

Description

一种芒硝型卤水中铁离子的去除方法
技术领域
本发明涉及卤水处理技术领域，尤其是一种芒硝型卤水中铁离子的去除方法。
背景技术
随着氯碱工业的发展，目前更多的氯碱企业选择使用液体盐作为其工业生产原料。因液体盐价格低廉且能耗较低，其将成为氯碱生产最主要原料。使用液体盐可以大幅降低整个产业链的能源消耗。而我国液体盐的使用比例较低仅为7％，欧美发达国家使用比例高达46％。若按中国液体盐市场为700万吨/年计算，其比使用等量的固体盐节能70万吨标煤/年。如果中国液体盐使用比例能达到目前发达国家水平(45％)，则可以节约标煤450万吨/年。可见液体盐具有广阔的市场前景。
液体盐的生产主要步骤为添加纯碱与烧碱去除溶液中的钙、镁杂质离子。影响我国液体盐使用率的主要原因是国内液体盐除杂效果不明显，在其生产过程中只是简单的去除了主要杂质，对于微量的重金属杂质的去除技术还不成熟。微量元素含量超标，影响盐产品质量，继而影响现有客户的满意度以及公司对盐产品市场的占有率。以下游氯碱企业为例，液体盐中微量元素如铁元素超标，将会造成电解槽电压升高、电流效率降低、电耗增加、阴极软管变色、电解副反应增加、离子膜寿命缩短等不利后果。
目前井矿盐多数采取水溶法开采技术，卤水成分除氯化钠外，还有硫酸钠、硫酸钙、有机物以及微量重金属元素。不同地区因地质条件、注井水质条件不同，卤水中的元素种类与含量也千差万别。某些盐矿采卤水含有铁化合物含量较高，卤水色泽呈红褐色。有些盐厂原卤即呈砖红色，成品盐也有明显着色，影响盐产品包括固体盐、散湿盐、液体盐等的品质。铁元素累积对离子膜的影响较大，引起槽电压大幅度上升、电解效率下降。特别是铁元素的累计造成的阳极出口软管变色等问题困扰着不少氯碱企业。
卤水系统中的铁元素来自采卤水、助剂、化盐水以及系统设备管线的腐蚀。天然水系均存在腐殖质等天然有机物：腐殖质能与Fe2+、Fe3+结合形成铁的配合物。原盐中也会含有部分铁元素，其存在形态、含量和天然水体有着密切的关联。天然水体pH值一般在5.0～9.0，溶解性的铁主要以Fe2+和配合物的形式存在；但由于在卤水的开采过程中，Fe2+有着和氧气充分的接触机会而被氧化成Fe3+，随后以Fe(OH)3的形式沉淀，因此原盐中铁主要以氢氧化铁、氧化铁沉淀和溶解性的配合铁的形式存在。铁元素的这些存在形式多为带正电的胶体，电流越高受阴极的吸引越强，在离子膜阳极一侧粘附的越牢固，形成的块状固体也越致密，越不容易脱落，从而引起槽电压迅速升高，上升幅度也增大。长此以往会使离子膜的使用寿命大大缩短。而目前针对卤水中铁离子含量的去除并没有较为彻底的方法。目前去除铁元素较为成熟的工艺方法主要有自然氧化法、离子交换法、生物处理法、吸附法。自然氧化法效率低，成效慢；离子交换法与吸附法操作较为繁琐生产流程较长且不适合生产量大的工艺；生物处理法对硬件设备要求较高且处理费用昂贵。
目前最主要的控制方法为源头控制，杜绝添加。而对于卤水中本身含有的铁离子的去除并没有较为理想的办法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术中的不足，提供一种芒硝型卤水中铁离子的去除方法，该方法处理后的卤水，含铁量在0.02mg/L以下。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种芒硝型卤水中铁离子的去除方法，包括以下步骤：
(1)制备预氧化助剂：在精卤液体中添加高锰酸钾，高锰酸钾添加量为0.1-5mg/L，所述精卤液体的化学成分为：Ca2+≤10mg/L；Mg2+≤5mg/L；NaCl为300±5g/L；
(2)原卤中加预氧化助剂，添加量以高锰酸钾计为0.5-1mg/L，加入预氧化助剂后充分混合1-10min得到原卤混合液体；
(3)加两碱调节pH：在步骤(2)中得到的原卤混合液体中加纯碱和烧碱，加纯碱去除钙离子，加烧碱调节pH值至10～11.5，继续反应1.5h；
(4)加絮凝沉淀剂：步骤(3)反应结束后，加入絮凝沉淀剂，所述絮凝沉淀剂选用盐业专用絮凝剂，添加量约为1-5mg/L，用纯水或者精制卤水溶解后添加入反应罐中搅拌5-20min后停止搅拌自然沉降。
优选的，所述精卤液体也用纯水替换。
优选的，所述步骤(2)中预氧化助剂的添加量以高锰酸钾计为1mg/L。
优选的，所述步骤(3)中纯碱的添加量以将钙离子去除至10mg/L以下为准。
优选的，所述步骤(4)中絮凝剂选用聚丙烯酰胺类或聚丙烯酸钠类。
优选的，所述步骤(4)中絮凝剂的添加量为5mg/L。
采用本发明的技术方案的有益效果是：
1、铁是多价态离子，在地下刚采出的卤水多以二价态存在，二价铁在碱性条件下很容易被氧化为三价铁，因此本发明设计选择将亚铁全部转化为三价铁后进行沉淀去除，因氢氧化铁的溶度积较低，碱性条件，OH-浓度较大，所以处理后卤水中游离的铁离子浓度可以变得很低，原卤经过预氧化，加两碱(纯碱和烧碱)反应后，为了使氢氧化铁迅速沉淀而从卤水液相中进行分离，还需要添加微量絮凝剂以节约时间成本，最终得到含铁量在0.02mg/L以下的精卤；本发明中制得的化学助剂，具有一定的絮凝沉降功能且自身的添加并不会引起盐水的二次污染；
2、卤水体系氯化钠的干扰效果较明显且铁元素为微量，从这两方面来看该离子去除起来本身就具有一定的难度，本发明成功解决了这一问题；
3、本发明能够以连续法的方式运用于一次盐水的连续生产中，其配置、添加方法简便不会影响原生产工艺及产品品质；利用自身产品(精卤)配置除铁助剂；
4、普通氧化法时间约在20h左右，而本发明预氧化时间仅为1-5min较普通自然氧化法时间短，效率高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种芒硝型卤水中铁离子的去除方法，包括以下步骤：
(1)制备预氧化助剂：在精卤液体中添加高锰酸钾，高锰酸钾添加量为0.1-5mg/L，精卤液体的化学成分为：Ca2+≤10mg/L；Mg2+≤5mg/L；NaCl为300±5g/L；
(2)原卤中加预氧化助剂，添加量以高锰酸钾计为0.5mg/L，加入预氧化助剂后充分混合1-5min得到原卤混合液体；
(3)加两碱调节pH：在步骤(2)中得到的原卤混合液体中加纯碱和烧碱，加纯碱去除钙离子，纯碱的添加量以将钙离子去除至10mg/L以下为准，加烧碱调节pH值至10，继续反应1.5h；
(4)加絮凝沉淀剂：步骤(3)反应结束后，加入絮凝沉淀剂，絮凝沉淀剂选用聚丙烯酰胺类盐业专用絮凝剂，添加量约为1mg/L，用纯水溶解后加入反应罐中搅拌5-10min后停止搅拌自然沉降。
实施例2
一种芒硝型卤水中铁离子的去除方法，包括以下步骤：
(1)制备预氧化助剂：在精卤液体中添加高锰酸钾，高锰酸钾添加量为0.1-5mg/L，精卤液体的化学成分为：Ca2+≤10mg/L；Mg2+≤5mg/L；NaCl为300±5g/L；
(2)原卤中加预氧化助剂，添加量以高锰酸钾计为1mg/L，加入预氧化助剂后充分混合5-10min得到原卤混合液体；
(3)加两碱调节pH：在步骤(2)中得到的原卤混合液体中加纯碱和烧碱，加纯碱去除钙离子，纯碱的添加量以将钙离子去除至10mg/L以下为准，加烧碱调节pH值至11.5，继续反应1.5h；
(4)加絮凝沉淀剂：步骤(3)反应结束后，加入絮凝沉淀剂，絮凝沉淀剂选用聚丙烯酸钠类盐业专用絮凝剂，添加量约为5mg/L，用纯水溶解后加入反应罐中搅拌5-20min后停止搅拌自然沉降。
实施例3
该实施例为对照实验，不加高锰酸钾，其余操作同实施例1。
实施例4
该实施例为空白对照实验。
实施例1-2中的精卤液体也用纯水替换。
实施例1-2中步骤(4)中絮凝沉淀剂也可用精卤溶解后添加。
实施例1-4中部分物质添加量与铁元素检测结果见表1。
表1
尽管上述实施例已对本发明的技术方案进行了详细地描述，但是本发明的技术方案并不限于以上实施例，在不脱离本发明的思想和宗旨的情况下，对本发明的技术方案所做的任何改动都将落入本发明的权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种芒硝型卤水中铁离子的去除方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备预氧化助剂：在精卤液体中添加高锰酸钾，高锰酸钾添加量为0.1-5mg/L，所述精卤液体的化学成分为：Ca2+≤10mg/L；Mg2+≤5mg/L；NaCl为300±5g/L；
(2)原卤中加预氧化助剂，添加量以高锰酸钾计为0.5-1mg/L，加入预氧化助剂后充分混合1-10min得到原卤混合液体；
(3)加两碱调节pH：在步骤(2)中得到的原卤混合液体中加纯碱和烧碱，加纯碱去除钙离子，加烧碱调节pH值至10～11.5，继续反应1.5h；
(4)加絮凝沉淀剂：步骤(3)反应结束后，加入絮凝沉淀剂，所述絮凝沉淀剂选用盐业专用絮凝剂，添加量约为1-5mg/L，用纯水或者精制卤水溶解后添加入反应罐中搅拌5-20min后停止搅拌自然沉降。
2.根据权利要求1所述的一种芒硝型卤水中铁离子的去除方法，其特征在于：所述精卤液体也用纯水替换。
3.根据权利要求1所述的一种芒硝型卤水中铁离子的去除方法，其特征在于：所述步骤(2)中预氧化助剂的添加量以高锰酸钾计为1mg/L。
4.根据权利要求1所述的一种芒硝型卤水中铁离子的去除方法，其特征在于：所述步骤(3)中纯碱的添加量以将钙离子去除至10mg/L以下为准。
5.根据权利要求1所述的一种芒硝型卤水中铁离子的去除方法，其特征在于：所述步骤(4)中絮凝剂选用聚丙烯酰胺类或聚丙烯酸钠类。
6.根据权利要求1所述的一种芒硝型卤水中铁离子的去除方法，其特征在于：所述步骤(4)中絮凝剂的添加量为5mg/L。
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