CN109354038A - 一种基于氨碱法的盐碱联合制备工艺 - Google Patents

一种基于氨碱法的盐碱联合制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于盐、碱工业制备技术领域，公开了一种基于氨碱法的盐碱联合制备工艺，包括除硝并精制；通入氨气至饱和，并通入二氧化碳；滤出晶体并煅烧；向母液加入电石渣，并蒸氨；母液注入盐井；采卤并制盐。本发明的有益效果包括：将氨碱法制碱与制井盐的工艺相结合，即可资源化综合利用废渣废液，大大减少环境污染，大大节约了生产成本，带来巨大的经济效益。

Description

一种基于氨碱法的盐碱联合制备工艺
技术领域
本发明涉及盐、碱工业制备技术领域，尤其是涉及一种基于氨碱法的盐碱联合制备工艺。
背景技术
氨碱法作为主要的制碱方法被广泛应用，只用了原料中一半的比分，即食盐中的Na+和石灰中CO3 2-，二者结合才生成了纯碱。原料中另一半的比分，即食盐中Cl-和石灰中的Ca2+结合生成的氯化钙，没有利用上。氯化钙以溶液的形式被大量剩下，该氯化钙溶液即氨碱废液(或废清液)。
由于在制碱过程中氨碱废液排放量大，且氯化钙、氯化钠含量较高，虽然目前环保标准没有氯化钙、氯化钠排放指标，也未限制氨碱废清液的排放，但大量排放仍会对环境造成污染。
而井盐的生产过程中需要大量的氯化钙，将硫酸钠型矿卤中的SO4 2-置换出来，使Na+与Cl-结合成精制盐NaCl，氨碱废液的主要成分正好满足井盐生产的需要，得到的精制盐NaCl也能成为氨碱法制碱的原料。
目前还没有将制碱和制盐工艺均为独立的工艺，如何资源化综合利用各自的废料是工业发展的重要课题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种基于氨碱法的盐碱联合制备工艺，将制碱和制盐工艺有效结合在一起，实现盐碱联产。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种基于氨碱法的盐碱联合制备工艺，包括如下步骤：
步骤1，向饱和芒硝型卤水加入部分芒硝型卤水，除硝并精制，得到精制盐卤水；
步骤2，向精制盐卤水中通入氨气至饱和，并通入二氧化碳；
步骤3，将步骤2中析出的晶体滤出并煅烧，即得炉渣纯碱和炉气二氧化碳；
步骤4，向步骤2中的母液加入电石渣，并蒸氨；
步骤5，将步骤4中的母液注入盐井，使硫酸钠型矿卤变成氯化钙型矿卤；
步骤6，开采氯化钙型矿卤，并进行真空制盐，析出的结晶即为氯化钠。
作为优选的，步骤3中得到的炉气经过冷却和洗涤后回收利用于步骤2。
作为优选的，步骤4中得到的母液回收利用于步骤1。
作为优选的，步骤4中得到的氨气回收利用于步骤2。
作为优选的，步骤6中析出结晶后的溶液用于制备固体氯化钙，包括如下步骤：
步骤6.1，向溶液中加入盐酸调节pH；
步骤6.2，过滤，去除硫酸钙；
步骤6.3，将溶液依次经过除尘、预热和提浓；
步骤6.4，将提浓后的高浓溶液冷却硬化后切片；
步骤6.5，将片状产物干燥脱水后冷却，即得固体氯化钙产品。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：将氨碱法制碱与制井盐的工艺相结合，即可资源化综合利用废渣废液，大大减少环境污染，大大节约了生产成本，带来巨大的经济效益。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图；
图2是真空制盐的原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种基于氨碱法的盐碱联合制备工艺，如图1所示，包括如下步骤：
步骤1，向饱和芒硝型卤水加入部分芒硝型卤水，除硝并精制，得到精制盐卤水；
步骤2，向精制盐卤水中通入氨气至饱和，并通入二氧化碳，反应生成碳酸氢钠和氯化铵母液，NH3+CO2+H2O＝NH4HCO3，NaCl+NH4HCO3＝NaHCO3↓+NH4Cl；
步骤3，将步骤2中析出的碳酸氢钠晶体滤出并煅烧，即得炉渣纯碱和炉气二氧化碳，2NaHCO3＝Na2CO3+CO2↑+H2O，其中炉气经过冷却和洗涤后回收利用于步骤2；
步骤4，向步骤2中氯化铵母液加入电石渣，并蒸氨，得到钙液和氨气，2NH4Cl+Ca(OH)2＝CaCl2+2NH3↑+2H2O，其中钙液回收利用于步骤1，氨气回收利用于步骤2；
步骤5，将步骤4中循环使用后的钙液注入盐井，使硫酸钠型矿卤变成氯化钙型矿卤，CaCl2+Na2SO4＝CaSO4↓+2NaCl；
步骤6，开采氯化钙型矿卤，并进行真空制盐，析出的结晶即为氯化钠，浓缩后的溶液即为氯化钙溶液，用于制备固体氯化钙。
步骤6中真空制盐的原理如图2所示，图2是CaCl2-NaCl-H2O的25℃～125℃三元水体系相图。开采出的氯化钙型矿卤，过滤掉硫酸钙之后，矿卤的物料系统点大概位于图2中的M点，M点在不饱和区，即矿卤中的CaCl2和NaCl都不饱和。如果对物料系统进行蒸发去水，物料系统点将沿着WF方向做直线移动，当移动到与曲线N′ND相交于N点时，物料系统的溶液对NaCl已经饱和，而对CaCl2不饱和，在此阶段，无固体结晶。继续蒸发去水，物料系统点继续沿着WMN做直线移动，直到与直线AD相交于C点，此阶段，物料系统已落在NaCl饱和结晶区，固体NaCl不断结晶析出，NaCl可结晶析出大部分，此时的物料系统将由NaCl固体、含饱和NaCl、及不饱和CaCl2溶液组成。固体NaCl相图点在A点，液相点将沿着N′ND方向做曲线移动，直至D点，D点为NaCl和CaCl2水合物的共饱点。再继续对物料系统蒸发去水，物料系统点继续沿着WMNC方向做直线移动至与直线AE相交于F点，此阶段，物料系统已落在NaCl和CaCl2水合物的共饱区，固体NaCl和固体CaCl2水合物不断共同结晶析出，而液相点将在D点不动，直至蒸发干为止，此时物料中的可溶解的盐分以固体NaCl和Ca-Cl2水合物全部结晶析出。因此，在实际生产应用中，这种物料可采取控制水量、保温分离、冷却结晶方法，生产出市场所需要的CaCl2水合物。
步骤6中所述制备固体氯化钙包括如下步骤：
步骤6.1，向氯化钙溶液中加入盐酸调节pH。
步骤6.2，过滤，去除硫酸钙；可通过PE管过滤器去掉硫酸钙。
步骤6.3，将氯化钙溶液预热后依次经过升膜蒸发器、汽液分离器、降膜蒸发器和贮槽进行提浓。除尘是在除尘塔中进行，预热在升膜前预热器进行，提浓依次在升膜蒸发器、汽液分离器和降膜蒸发器进行，提浓后的高浓氯化钙溶液收集于贮槽中。所述升膜蒸发器、降膜蒸发器和贮槽所用热源均为1.0MPa的蒸汽。所述贮槽放料的浓度为70～74％。
步骤6.4，高浓氯化钙溶液冷却硬化后切片。冷却硬化在内通冷却水的转鼓内进行，高浓氯化钙溶液在转鼓内表面形成约1mm厚的液膜，冷却硬化后用制片机切为片状氯化钙。干燥脱水在流化床内进行，片状氯化钙进入通有干燥热风的流化床内进行干燥脱水。冷却在冷却机内进行，产品含钙量达74％后自流化床尾部出口进入冷却机内进行冷却，冷却后物料达80℃左右，冷却后的片状氯化钙用斗式皮带机送往转筛进行筛分，筛分后的物料进入不同的料仓存放。
步骤6.5，将片状氯化钙干燥脱水后冷却，即得固体氯化钙产品。
本发明提供的一种基于氨碱法的盐碱联合制备工艺是以氨碱工艺为主体，与制盐工艺有机结合，利用井矿盐采卤所形成的溶腔储存纯碱生产所形成的废渣，而纯碱生产所形成的废液因含有大量的氯化钙和氯化钠，反过来应用于制盐采卤，利用氯化钙除掉或降低卤水中硫酸钠的含量，提高了卤水品质，同时，废液中的氯化钠也得到了利用。废渣硫酸钙可用于填埋废弃矿井溶腔。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于氨碱法的盐碱联合制备工艺，包括如下步骤：
步骤1，向饱和芒硝型卤水加入部分芒硝型卤水，除硝并精制，得到精制盐卤水；
步骤2，向精制盐卤水中通入氨气至饱和，并通入二氧化碳；
步骤3，将步骤2中析出的晶体滤出并煅烧，即得炉渣纯碱和炉气二氧化碳；
步骤4，向步骤2中的母液加入电石渣，并蒸氨；
步骤5，将步骤4中的母液注入盐井，使硫酸钠型矿卤变成氯化钙型矿卤；
步骤6，开采氯化钙型矿卤，并进行真空制盐，析出的结晶即为氯化钠。
2.根据权利要求1所述的盐碱联合制备工艺，其特征在于：步骤3中得到的炉气经过冷却和洗涤后回收利用于步骤2。
3.根据权利要求1所述的盐碱联合制备工艺，其特征在于：步骤4中得到的母液回收利用于步骤1。
4.根据权利要求1所述的盐碱联合制备工艺，其特征在于：步骤4中得到的氨气回收利用于步骤2。
5.根据权利要求1所述的盐碱联合制备工艺，其特征在于：步骤6中析出结晶后的溶液用于制备固体氯化钙，包括如下步骤，
步骤6.1，向溶液中加入盐酸调节pH；
步骤6.2，过滤，去除硫酸钙；
步骤6.3，将溶液依次经过除尘、预热和提浓；
步骤6.4，将提浓后的高浓溶液冷却硬化后切片；
步骤6.5，将片状产物干燥脱水后冷却，即得固体氯化钙产品。
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