CN112520762A - 一种硝盐混合盐与制碱废液生产纯碱及综合利用工艺 - Google Patents

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Abstract

一种硝盐混合盐与制碱废液生产纯碱及综合利用工艺，包括下列步骤：1)以硝盐混合盐与制碱蒸馏废液为原料，进行复分解反应，分离得到石膏和除钙母液；2)将该除钙母液加入石灰、纯碱进行复分解反应，除去硫酸镁、硫酸钙，分离得到钙镁泥和精制液；3)将该石膏和该钙镁泥脱盐、脱水、干化综合利用为建筑砂浆材料；4)该精制液吸氨、碳酸化、石灰蒸馏、煅烧得到纯碱产品和制碱蒸馏废液；5)该制碱蒸馏废液循环至步骤1)中硝盐混合盐为原料。

Description

一种硝盐混合盐与制碱废液生产纯碱及综合利用工艺
技术领域
本发明属于无机化工技术领域，特别是一种硝盐混合盐与制碱废液生产纯碱及综合利用工艺。
背景技术
已知的生产纯碱工艺有路布兰法、氨碱法和冷法联碱法，其中，1)路布兰法制纯碱，存在产品质量差、生产成本高、人工消耗大以及生产过程均在固相间进行，难于连续作业等缺点。2)索尔维法(氨碱法)制碱，存在原料氯化钠利用率低(钠的利用率约75％、氯的利用率为0％)的问题，并且制碱蒸馏废液(含有大量氯化钙、氯化钠，每生产1吨纯碱产生9-10m3废液排放)排出系统量极大，浪费资源的同时形成新的环境污染。3)联合法(冷法联碱法)制纯碱，需采用固体氯化钠为原料，原料成本较高，冷析盐析结晶氯化铵电能消耗较高，副产品氯化铵北方地区应用范围小等。因此，上述工艺在实际生产中应用都有局限性。
发明内容
本发明的目的是提供一种硝盐混合盐与制碱废液生产纯碱及综合利用工艺，其原料廉价，能生产纯碱和建筑砂浆材料产品，具有主副产品附加值高、市场广阔，生产综合能耗和成本低，闭路循环无废液废渣排放，工艺环保绿色的特点。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种硝盐混合盐与制碱废液生产纯碱及综合利用工艺，包括下列步骤：
1)以硝盐混合盐与制碱蒸馏废液为原料，进行复分解反应，反应温度25-70℃、反应时间0.2-5小时，分离得到石膏和除钙母液；
2)将该除钙母液加入石灰、纯碱进行复分解反应，反应温度25-70℃、反应时间0.2-5小时，除去硫酸镁、硫酸钙，分离得到钙镁泥和精制液；
3)将该石膏和该钙镁泥脱盐、脱水、干化综合利用为建筑砂浆材料；
4)该精制液吸氨、碳酸化、石灰蒸馏、煅烧得到纯碱产品和制碱蒸馏废液；
5)该制碱蒸馏废液循环至步骤1)中硝盐混合盐为原料。
进一步的，所述硝盐混合盐中各组分的重量含量为：Na2SO4 2-97％、CaSO4 1-2％、NaCl 2-97％、MgSO4 0.1-1％。
进一步的，所述制碱蒸馏废液中各组分的含量为：CaCl2 100-120g/l、NaCl 50-60g/l、CaO 1-10g/l。
进一步的，所述除钙母液中各组分的含量为：CaSO4 6g/l、NaCl 300-360g/l、MgSO40.1-3.0g/l。
进一步的，所述精制液含NaCl 300-360g/l。
进一步的，所述钙镁泥含氢氧化镁、碳酸钙。
进一步的，所述硝盐混合盐还可以是钙芒硝矿(主含硫酸钠(Na2SO4、NaCl、CaSO4、CaCO3)、芒硝矿(主含硫酸钠(Na2SO4、NaCl)、硝盐卤水(主含硫酸钠(Na2SO4、NaCl)、十水芒硝(主含十水硫酸钠(Na2SO4·10H2O)、芒硝湖矿(主含硫酸钠(Na2SO4)、十水硫酸钠(Na2SO4·10H2O、NaCl)体系与氯化钙载体(主含(CaCl2))。
本发明的有益效果是：本发明硝盐混合盐与制碱废液生产纯碱及综合利用工艺中，硝盐混合盐、制碱石灰蒸馏废液原料廉价，能生产纯碱和建筑砂浆材料产品，具有主副产品附加值高、市场广阔，生产综合能耗和成本低，闭路循环无废液废渣排放，工艺环保绿色等特点。
附图说明
图1是本发明硝盐混合盐与制碱废液生产纯碱及综合利用工艺的流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供一种硝盐混合盐与制碱废液生产纯碱及综合利用工艺，包括下列步骤：1)以硝盐混合盐与制碱蒸馏废液为原料，进行复分解反应，分离得到石膏和除钙母液；2)将该除钙母液加入石灰、纯碱进行复分解反应，除去硫酸镁、硫酸钙，分离得到钙镁泥和精制液；3)将该石膏和该钙镁泥脱盐、脱水、干化综合利用为建筑砂浆材料；4)该精制液吸氨、碳酸化、石灰蒸馏、煅烧得到纯碱产品和制碱蒸馏废液；5)该制碱蒸馏废液循环至步骤1)中硝盐混合盐为原料。
以下列举若干具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1：取118.33吨硝盐混合盐(含Na2SO4 48％、CaSO4 1％、NaCl 48％、MgSO41％)与400m3制碱蒸馏废液(含有CaCl2 110g/l、NaCl 55g/l、CaO 1g/l)进行复分解反应(反应温度25℃、反应时间2小时)后分离得到44.66吨石膏(含43.8吨CaSO4和0.86吨MgSO4)和400m3除钙母液(含有CaSO4 6g/l、NaCl 312.5g/l、MgSO4 0.82g/l)；将400m3除钙母液加入0.20吨石灰(Ca(OH)2)、1.87吨纯碱(Na2CO3)进行复分解反应(反应温度25℃、反应时间2小时)后除去硫酸镁(MgSO4)、硫酸钙(CaSO4)分离得到1.92吨钙镁泥(含0.16吨氢氧化镁和1.76吨碳酸钙)和400m3精制液(含NaCl 312.5g/l)；44.66吨石膏(含43.8吨CaSO4和0.86吨MgSO4)和1.92吨钙镁泥(含氢氧化镁和碳酸钙)脱盐、脱水、干化综合利用为46.58吨以上建筑砂浆材料；400m3精制液(含NaCl 312.5g/l)吸氨、碳酸化、石灰蒸馏、煅烧得到114.22吨纯碱(Na2CO3)产品和400m3制碱蒸馏废液(含有CaCl2 110g/l、NaCl 55g/l、CaO 1g/l)；400m3制碱蒸馏废液(含有CaCl2 110g/l、NaCl 55g/l、CaO 1g/l)循环与118.33吨硝盐混合盐(含Na2SO4 48％、CaSO4 1％、NaCl 48％、MgSO4 1％)为原料。
实施例2：取100吨芒硝矿(含Na2SO4 48％、CaSO4 1％、NaCl 48％、MgSO4 1％)与340m3制碱蒸馏废液(含有CaCl2 110g/l、NaCl 55g/l、CaO 1g/l等)进行复分解反应(反应温度25℃、反应时间2小时)后分离得到38吨石膏(含37.23吨CaSO4和0.77吨MgSO4)和340m3除钙母液(含有CaSO4 6g/l、NaCl 312.5g/l、MgSO4 0.82g/l)；将340m3除钙母液加入0.17吨石灰(Ca(OH)2)、1.59吨纯碱(Na2CO3)进行复分解反应(反应温度25℃、反应时间2小时)后除去硫酸镁(MgSO4)、硫酸钙(CaSO4)分离得到1.63吨钙镁泥(含0.14吨氢氧化镁和1.50吨碳酸钙)和340m3精制液(含NaCl 312.5g/l)；38吨石膏(含37.23吨CaSO4和0.77吨MgSO4)和1.63吨钙镁泥(含氢氧化镁和碳酸钙)脱盐、脱水、干化综合利用为39.59吨以上建筑砂浆材料；340m3精制液(含NaCl 312.5g/l)吸氨、碳酸化、石灰蒸馏、煅烧得到97.09吨纯碱(Na2CO3)产品和340m3制碱蒸馏废液(含有CaCl2 110g/l、NaCl 55g/l、CaO 1g/l等)；340m3制碱蒸馏废液(含有CaCl2 110g/l、NaCl 55g/l、CaO 1g/l等)循环与100吨芒硝矿(含Na2SO4 48％、CaSO4 1％、NaCl 48％、MgSO4 1％)为原料。
实施例3：取118.33吨钙芒硝矿(含Na2SO4 33.6％、CaSO4 30％、NaCl 1％、MgSO41％)与280m3制碱蒸馏废液(含有CaCl2 110g/l、NaCl 55g/l、CaO 1g/l等)进行复分解反应(反应温度25℃、反应时间2小时)后分离得到67.11吨石膏(含66.16吨CaSO4和0.95吨MgSO4)和280m3除钙母液(含有CaSO4 6g/l、NaCl 312.5g/l、MgSO4 0.82g/l)；将280m3除钙母液加入0.14吨石灰(Ca(OH)2)、1.31吨纯碱(Na2CO3)进行复分解反应(反应温度25℃、反应时间2小时)后除去硫酸镁(MgSO4)、硫酸钙(CaSO4)分离得到1.35吨钙镁泥(含0.11吨氢氧化镁和1.24吨碳酸钙)和280m3精制液(含NaCl 312.5g/l)；67.11吨石膏(含66.16吨CaSO4和0.95吨MgSO4)和1.35吨钙镁泥(含0.11吨氢氧化镁和1.24吨碳酸钙)脱盐、脱水、干化综合利用为68.46吨以上建筑砂浆材料；280m3精制液(含NaCl 312.5g/l)吸氨、碳酸化、石灰蒸馏、煅烧得到80吨纯碱(Na2CO3)产品和280m3制碱蒸馏废液(含有CaCl2 110g/l、NaCl 55g/l、CaO1g/l等)；280m3制碱蒸馏废液(含有CaCl2 110g/l、NaCl 55g/l、CaO 1g/l等)循环与118.33吨钙芒硝矿(含Na2SO4 33.6％、CaSO4 30％、NaCl 1％、MgSO4 1％)为原料。
实施例4：取118.33吨芒硝湖矿(含Na2SO4 43.2％、CaSO4 1％、NaCl 4.8％、MgSO41％)与360m3制碱蒸馏废液(含有CaCl2 110g/l、NaCl 55g/l、CaO 1g/l等)进行复分解反应(反应温度25℃、反应时间2小时)后分离得到40.19吨石膏(含39.42吨CaSO4和0.77吨MgSO4)和360m3除钙母液(含有CaSO46 g/l、NaCl 312.5g/l、MgSO4 0.82g/l)；将360m3除钙母液加入0.18吨石灰(Ca(OH)2)、1.78吨纯碱(Na2CO3)进行复分解反应(反应温度25℃、反应时间2小时)后除去硫酸镁(MgSO4)、硫酸钙(CaSO4)分离得到1.83吨钙镁泥(含0.14吨氢氧化镁和1.68吨碳酸钙)和360m3精制液(含NaCl 312.5g/l)；40.19吨石膏(含39.42吨CaSO4和0.77吨MgSO4)和1.83吨钙镁泥(含0.14吨氢氧化镁和1.68吨碳酸钙)脱盐、脱水、干化综合利用为42.02吨以上建筑砂浆材料；360m3精制液(含NaCl 312.5g/l)吸氨、碳酸化、石灰蒸馏、煅烧得到102.80吨纯碱(Na2CO3)产品和360m3制碱蒸馏废液(含有CaCl2 110g/l、NaCl 55g/l、CaO 1g/l等)；360m3制碱蒸馏废液(含有CaCl2 110g/l、NaCl 55g/l、CaO 1g/l等)循环与118.33吨芒硝湖矿(含Na2SO4 43.2％、CaSO4 1％、NaCl 4.8％、MgSO4 1％)为原料。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种硝盐混合盐与制碱废液生产纯碱及综合利用工艺，其特征在于，包括下列步骤：
1)以硝盐混合盐与制碱蒸馏废液为原料，进行复分解反应，反应温度25-70℃、反应时间0.2-5小时，分离得到石膏和除钙母液；
2)将该除钙母液加入石灰、纯碱进行复分解反应，反应温度25-70℃、反应时间0.2-5小时，除去硫酸镁、硫酸钙，分离得到钙镁泥和精制液；
3)将该石膏和该钙镁泥脱盐、脱水、干化综合利用为建筑砂浆材料；
4)该精制液吸氨、碳酸化、石灰蒸馏、煅烧得到纯碱产品和制碱蒸馏废液；
5)该制碱蒸馏废液循环至步骤1)中硝盐混合盐为原料。
2.根据权利要求1所述的硝盐混合盐与制碱废液生产纯碱及综合利用工艺，其特征在于：所述硝盐混合盐中各组分的重量含量为：Na2SO4 2-97％、CaSO41-2％、NaCl 2-97％、MgSO4 0.1-1％。
3.根据权利要求1所述的硝盐混合盐与制碱废液生产纯碱及综合利用工艺，其特征在于：所述制碱蒸馏废液中各组分的含量为：CaCl2 100-120g/l、NaCl 50-60g/l、CaO 1-10g/l。
4.根据权利要求1所述的硝盐混合盐与制碱废液生产纯碱及综合利用工艺，其特征在于：所述除钙母液中各组分的含量为：CaSO4 6g/l、NaCl 300-360g/l、MgSO4 0.1-3.0g/l。
5.根据权利要求1所述的硝盐混合盐与制碱废液生产纯碱及综合利用工艺，其特征在于：所述精制液含NaCl 300-360g/l。
6.根据权利要求1所述的硝盐混合盐与制碱废液生产纯碱及综合利用工艺，其特征在于：所述钙镁泥含氢氧化镁、碳酸钙。
7.根据权利要求1所述的硝盐混合盐与制碱废液生产纯碱及综合利用工艺，所述硝盐混合盐为钙芒硝矿、芒硝矿、硝盐卤水、十水芒硝、芒硝湖矿、十水硫酸钠体系与氯化钙载体。
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