CN111420964A - 一种杂盐的处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种杂盐的处理方法及装置，该方法包括以下步骤:将杂盐溶解，控制杂盐溶液中的硫酸钠的浓度为100～200g/L；将杂盐溶液冷冻结晶得到芒硝和冷冻母液；再将部分或全部冷冻母液返回杂盐溶解步骤中作为杂盐的溶剂；将剩余的冷冻母液蒸发结晶得到氯化钠晶体和蒸发母液。本发明中通过将先杂盐溶液冷冻结晶，并将冷冻母液至少部分返回杂盐溶解步骤中作为溶剂，将氯化钠的浓度提高后再进行蒸发结晶。降低整个处理工艺的能耗，减少生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及杂盐处理领域，具体涉及一种含杂盐的处理方法及装置。
背景技术
国内外电力石化以及煤化工等行业的危废杂盐具有以氯化钠和硫酸钠为主，含有有机物以及钙、镁、硅等无机杂质离子的特点。目前，国内外对于危废杂盐处理主要采用焚烧、填埋等方式。高温焚烧是指在高温条件下，将废盐中的有机杂质分解成气体，从而将废盐中的有机物含量降低到工业用盐所需标准，但焚烧后废盐并不能单纯的通过焚烧方式而明显减量，高温分解的有机物残渣及其他无机杂质离子会影响盐的品质和设备的使用寿命等。填埋的处置方式存在费用高，占用大量场地的缺点，而工业固体废物填埋场相对较少，因此危废杂盐很难通过填埋得到有效处置。因此，如何对危废杂盐进行资源化处理，是解决环保行业的专业性难题，也是环境保护的必然要求。
基于上述困难，现有技术中已经公开了多种通过蒸发结晶和冷冻结晶相结合，回收处理以硫酸钠为主要成分的杂盐的方法，可以从杂盐中回收得到高纯度的硫酸钠。相对于通过焚烧处理杂盐，降低了危废杂盐的填埋量。但是该处理方法中需要将大量的杂盐溶液冷冻或蒸发，依旧存在能耗较高的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中的杂盐处理方法能耗较高的问题。本发明提供了一种杂盐的处理方法，首先控制杂盐溶液中硫酸钠的浓度为100～200g/L，先将该杂盐溶液冷冻结晶得到芒硝和冷冻母液，将至少部分冷冻母液返回至溶盐步骤作为杂盐的溶剂，循环利用。以此，随着循环时间增加，冷冻母液中氯化钠的浓度也随之增加，将具有高浓度冷冻母液蒸发结晶得到氯化钠，减少蒸发结晶的溶液的量。降低了整个处理过程能耗降低，减少了生产成本。
为解决上述技术问题，本发明公开了一种杂盐的处理方法，包括以下步骤:
将杂盐溶解，控制杂盐溶液中的硫酸钠的浓度为100～200g/L；
将杂盐溶液冷冻结晶得到芒硝和冷冻母液；
再将部分或全部冷冻母液返回杂盐溶解步骤中作为杂盐的溶剂。
将剩余的冷冻母液蒸发结晶得到氯化钠晶体和蒸发母液。
根据本发明的另一具体实施方式，冷冻母液中氯化钠的浓度为50～100g/L。
根据本发明的另一具体实施方式，蒸发母液再次蒸发得到混盐和残液，其中，将混盐加入杂盐溶解步骤中溶解后继续处理，将残液蒸干得到废弃杂盐。
根据本发明的另一具体实施方式，还包括以下步骤，在将杂盐溶解前，先将杂盐在400-650℃下热解；将热解后的杂盐溶解，通过过滤去除杂盐溶液中碳化的有机物和悬浮物。
根据本发明的另一具体实施方式，在过滤后的杂盐溶液中加入碱、纯碱、混凝剂和助凝剂，去除杂盐溶液中的沉淀。
根据本发明的另一具体实施方式，将去除沉淀后的杂盐溶液通过离子吸附系统进一步去除钙、镁、硅及重金属离子。
本发明还公开了一种杂盐的处理装置，包括:溶盐系统、硫酸钠冷冻结晶系统和氯化钠蒸发结晶系统，其中，
溶盐系统用于溶解杂盐，溶盐系统的出液口与硫酸钠冷冻结晶系统的进液口相连；
硫酸钠冷冻结晶系统的出液口分别与氯化钠蒸发结晶系统的进液口及溶盐系统的进液口相连。
根据本发明的另一具体实施方式，处理装置还包括混盐蒸发系统和杂盐干化系统，混盐蒸发系统的进液口与氯化钠蒸发结晶系统的出液口相连，混盐蒸发系统的出液口与杂盐干化系统的进液口相连，混盐蒸发系统的出料口与溶盐系统的进料口相连。根据本发明的另一具体实施方式，装置还包括热解系统，热解系统的出料口与溶盐系统的进料口相连。
根据本发明的另一具体实施方式，装置还包括过滤系统和除杂系统，溶盐系统的出液口与过滤系统的进液口相连，过滤系统的出液口与除杂系统的进液口相连，除杂系统的出液口与硫酸钠冷冻结晶系统的进液口相连。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明：
图1是本发明提供的杂盐的处理方法；
图2是本发明提供的杂盐的处理装置
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明的实施方式公开了一种为解决上述技术问题，本发明公开了一种杂盐的处理方法，如图1所示，包括以下步骤:
将杂盐溶解，控制杂盐溶液中的硫酸钠的浓度为100～200g/L；
将杂盐溶液冷冻结晶得到芒硝和冷冻母液；
再将部分或全部冷冻母液返回杂盐溶解步骤中作为杂盐的溶剂。
将剩余的冷冻母液蒸发结晶得到氯化钠晶体和蒸发母液。
具体来说，在生产初期，冷冻母液中氯化钠浓度降低，可以将全部的冷冻母液返回杂盐溶解步骤作为杂盐溶剂。随着循环时间增加，杂盐溶液中的氯化钠的浓度增加到预设值时，可以只将部分冷冻母液返回杂盐溶解步骤，此时返回的冷冻母液和外加的水共同作为杂盐的溶剂。剩余部分的冷冻母液通过氯化钠蒸发结晶系统蒸发得到氯化钠晶体。
通过本发明提供的杂盐的处理方法，将氯化钠浓度增加后再进行蒸发结晶。减少了蒸发结晶的溶液的量。可以降低氯化钠蒸发结晶系统中的能耗，并且减少溶盐用的水的消耗。
进一步地，从利于硫酸钠溶解的角度出发，控制杂盐溶解步骤中的温度为25～50℃。
进一步地，本发明中优选当冷冻母液中氯化钠的浓度为50～100g/L时，将部分冷冻母液蒸发结晶得到氯化钠晶体，并通过控制返回的冷冻母液的比例，使循环系统中氯化钠的浓度维持在50～100g/L。
其中，若增加返回的冷冻母液的比例，则外加的水的含量对应的减少，导致氯化钠的浓度增高，由于氯化钠和硫酸钠之间存在同离子效应，会降低硫酸钠的溶解度，减少每次循环过程中硫酸钠溶解的量，进一步导致每次冷冻结晶得到的芒硝的量减少，增加循环时间，增加处理工艺的能耗。若减少返回的冷冻母液的比例，则外加的水的含量对应增加，导致氯化钠的浓度较低，这样会增加氯化钠蒸发结晶步骤的能耗。
如前所述，冷冻母液返回溶盐步骤的量可以根据实际情况的需要控制。在工艺初期，可以将全部的冷冻母液返回至溶盐步骤中。在循环稳定时，需要根据杂盐中氯化钠含量以及最终需要的冷冻母液中氯化钠的浓度来调节返回的冷冻母液的量。使返回的冷冻母液中的氯化钠的浓度与由该冷冻母液和外加的水溶解得到的杂盐溶液中的氯化钠的浓度相同。但返回的冷冻母液的量也可以根据需要增加或减少，以此来调节氯化钠浓度。
进一步地，外加的水可以是自来水也可以是冷凝液。外加的水的量优选与用于蒸发结晶的冷冻母液相同。但也可以根据实际情况需要增加或减少外加的水的含量，以此来调节氯化钠浓度。
根据本发明的另一具体实施方式，蒸发母液再次蒸发得到混盐和残液，其中，混盐主要为硫酸钠和氯化钠，将混盐加入杂盐溶解步骤中溶解后继续处理，提高杂盐的回收率；将残液蒸干得到废弃杂盐。
根据本发明的另一具体实施方式，还包括以下步骤，在将杂盐溶解前，先将杂盐在400-650℃下热解，使杂盐中的有机物碳化；将热解后的杂盐溶解，通过过滤去除杂盐溶液中碳化的有机物和悬浮物。
进一步地，在过滤后的杂盐溶液中加入碱、纯碱、混凝剂、助凝剂等化学药剂，后将杂盐溶液中的沉淀去除；再通过离子吸附系统深度处理。以此去除了浓盐水中的钙镁、硅、重金属、碱度等杂质离子，保证后续蒸发系统的稳定运行，保证结晶盐品质。
本发明还公开了一种杂盐的处理装置，包括:溶盐系统20、硫酸钠冷冻结晶系统50和氯化钠蒸发结晶系统60，其中，
溶盐系统20用于溶解杂盐，溶盐系统20的出液口与硫酸钠冷冻结晶系统50的进液口相连；
值得注意的是，本专利中的各种系统之间的相连，并不仅指二者直接相连，还可以是相互之间通过其他系统间接相连。
硫酸钠冷冻结晶系统50的出液口分别与氯化钠蒸发结晶系统60的进液口及溶盐系统 20的进液口相连。通过溶盐系统20得到的杂盐溶液在硫酸钠冷冻结晶系统50中冷冻结晶得到冷冻母液，该冷冻母液可以部分或全部返回至溶盐系统20中，剩余部分冷冻母液通过氯化钠蒸发结晶系统60蒸发得到氯化钠结晶。以此将氯化钠浓度提升后再进行蒸发结晶。可以降低氯化钠蒸发结晶系统中的能耗，并且减少溶盐用水的消耗，降低生产成本。
根据本发明的另一具体实施方式，处理装置还包括混盐蒸发系统70和杂盐干化系统 80，混盐蒸发系统70的进液口与氯化钠蒸发结晶系统60的出液口相连，混盐蒸发系统70的出液口与杂盐干化系统80的进液口相连，混盐蒸发系统70的出料口与溶盐系统20的进料口相连。氯化钠蒸发结晶系统60得到的蒸发母液通过混盐蒸发系统70再次蒸发得到混盐和残液，其中，混盐回到溶盐系统20中溶解后继续处理，残液通过杂盐干化系统80 蒸干得到废弃杂盐。
根据本发明的另一具体实施方式，装置还包括热解系统10、过滤系统30和除杂系统 40，热解系统10的出料口与溶盐系统20的进料口相连。溶盐系统20的出液口与过滤系统30的进液口相连，过滤系统30的出液口与除杂系统40的进液口相连，除杂系统40的出液口与硫酸钠冷冻结晶系统50的进液口相连。
其中，通过热解系统将杂盐在400-650℃下热解，使杂盐中的有机物碳化；再将杂盐在溶解系统20中溶解后，通过过滤系统30去除杂盐溶液中碳化的有机物和悬浮物。
进一步地，在除杂系统40中向过滤后的杂盐溶液中加入碱、纯碱、混凝剂、助凝剂等化学药剂，后将杂盐溶液中的沉淀去除；再通过离子吸附系统深度处理。以此去除了浓盐水中的钙镁、硅、重金属、碱度等杂质离子，保证后续蒸发系统的稳定运行，保证结晶盐品质。
综上所述，本发明中通过将先杂盐溶液冷冻结晶，并将冷冻母液至少部分返回杂盐溶解步骤中作为溶剂，将氯化钠浓度提升后再进行蒸发结晶。可以降低整个处理工艺的能耗，减少生产成本。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (10)
1.一种杂盐的处理方法，其特征在于，包括以下步骤:
将杂盐溶解，控制杂盐溶液中的硫酸钠的浓度为100～200g/L；
将杂盐溶液冷冻结晶得到芒硝和冷冻母液；
再将部分或全部冷冻母液返回杂盐溶解步骤中作为杂盐的溶剂；
将剩余的冷冻母液蒸发结晶得到氯化钠晶体和蒸发母液。
2.如权利要求1中所述的杂盐的处理方法，其特征在于，所述冷冻母液中氯化钠的浓度为50～100g/L。
3.如权利要求1中所述的杂盐的处理方法，其特征在于，所述蒸发母液再次蒸发得到混盐和残液，其中，将混盐加入杂盐溶解步骤中溶解后继续处理，将残液蒸干得到废弃杂盐。
4.如权利要求1所述的杂盐的处理方法，其特征在于，还包括以下步骤，在将杂盐溶解前，先将杂盐在400-650℃下热解；将热解后的杂盐溶解，通过过滤去除杂盐溶液中碳化的有机物和悬浮物。
5.如权利要求4所述的杂盐的处理方法，其特征在于，在过滤后的杂盐溶液中加入碱、纯碱、混凝剂和助凝剂，去除杂盐溶液中的沉淀。
6.如权利要求5所述的杂盐的处理方法，其特征在于，将去除沉淀后的杂盐溶液通过离子吸附系统进一步去除钙、镁、硅及重金属离子。
7.一种杂盐的处理装置，其特征在于，包括：溶盐系统、硫酸钠冷冻结晶系统和氯化钠蒸发结晶系统，其中，
所述溶盐系统用于溶解杂盐，所述溶盐系统的出液口与所述硫酸钠冷冻结晶系统的进液口相连；
所述硫酸钠冷冻结晶系统的出液口分别与所述氯化钠蒸发结晶系统的进液口及溶盐系统的进液口相连。
8.如权利要求7所述的杂盐的处理装置，其特征在于，所述处理装置还包括混盐蒸发系统和杂盐干化系统，所述混盐蒸发系统的进液口与氯化钠蒸发结晶系统的出液口相连，所述混盐蒸发系统的出液口与所述杂盐干化系统的进液口相连，所述混盐蒸发系统的出料口与所述溶盐系统的进料口相连。
9.如权利要求8所述的杂盐的处理装置，其特征在于，所述装置还包括热解系统，所述热解系统的出料口与所述溶盐系统的进料口相连。
10.如权利要求7所述的杂盐的处理装置，其特征在于，所述装置还包括过滤系统和除杂系统，所述溶盐系统的出液口与所述过滤系统的进液口相连，所述过滤系统的出液口与所述除杂系统的进液口相连，所述除杂系统的出液口与所述硫酸钠冷冻结晶系统的进液口相连。
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- 2020-02-28 CN CN202010126311.8A patent/CN111420964B/zh active Active
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