CN1837067A - 海水与卤水综合利用研究——从海水淡化到饱和卤水制碱 - Google Patents

Abstract

本发明是针对海水淡化过程副产的浓海水进行进一步加工过程。方案包括以下两种：(1)将海水淡化装置副产出浓海水送至盐田自然蒸发成中度卤水(12～15°B′e)提取溴素。再将卤水继续蒸发到饱和状态，除去硫酸根、镁离子、钙离子、钾离子后，再将饱和盐水输送到碱厂。或从接近饱和状态(18－24°B′e)卤水加工开始除去硫酸根等离子化合物，再将盐水输送到碱厂。(2)从5°B′e浓海水加工开始，除去部分镁离子后送盐田蒸发此后工艺与上一种方法相同。制造烧碱企业所需原料的提镁离子方法，可选用氢氧化钠或氢氧化钙法。又可将两种方法结合使用。制造纯碱企业，除此之外，还可选用氨法除去镁离子，或与前两种方法中的一种结合使用。本发明较制盐后再用水去化盐的方法经济、合理，使盐碱企业联合步入实际，国外尚无先例。

Description

海水与卤水综合利用研究 ——从海水淡化到饱和卤水制碱

                            一、工艺流程

                         图1是本发明的工艺流程图

                      二、卤水、盐水中主要化学成分

物料化学成分表

料液名称	单位	化学成份
							KCl	CaSO4	MgCl2	MgSO4	NaCl
		盐田饱和卤水	g/L	10.99	1.91	54.33						28.14	201.44
盐田饱和盐水	g/L						0.16	3.11	4.95	3.4	307

                        三、利用盐田饱和卤水制碱试验过程

将海水淡化后浓海水加工成饱和卤水制碱

第一步：将浓海水送盐田蒸发

第二步：对中度卤水进行提Br₂

第三步：将中度卤水在盐田中蒸发至饱和状态送下步工序，加入适量的CaCl₂除去卤水中的SO₄ ^2-

第四步：将除SO₄ ^2-后的卤水中加入适量Ca(OH)₂，除去Mg²⁺

第五步：将除Mg²⁺后的卤水中加入适量Na₂CO₃，除去Ca²⁺

第六步：用沸石作为离子交换剂，通过离子交换法除去K⁺

第七步：将接近饱和或饱和状态的盐水送到碱厂与制碱工艺系统对接

说明：如果盐场场地条件许可还可以从5度的浓海水加工开始，提取部分或全部高纯Mg(OH)₂。

                 饱和卤水制碱试验初步方案与步骤

第一步：除Ca²⁺过程：

向卤水中加入适量的CaCl₂，先除去MgSO₄中的SO₄ ^2-，卤水经过过滤送下步工序。

(1)计算除去SO₄ ^2-数量

$\frac{96}{120}=\frac{X}{28.14}$

$=22.51\left(g\right)$

(2)计算MgSO₄中的Mg²⁺含量

28.14-22.51＝5.63(g)

2、计算除去MgSO₄中的SO₄ ^2-应加入CaCl₂的数量

$\frac{96}{111}=\frac{22.51}{X}$

$=26.03\left(g\right)$

3、生成CaSO₄数量

$\frac{96}{136}=\frac{22.51}{X}$

$=31.89\left(g\right)$

第二步：精制卤水过程：

向卤水中加入适量的Ca(OH)₂，除去CaSO₄中的SO₄ ^2-，并使3-5％Mg²⁺沉淀，充分吸附后将卤水过滤再输送到下步工序。

1、计算CaSO₄中SO₄ ^2-含量(指卤水中所含CaSO₄)

$\frac{96}{136}=\frac{X}{1.91}$

$=1.35\left(g\right)$

2、计算在1.91g的CaSO₄中Ca²⁺的含量

1.91-1.35＝0.56(g)

3、计算在54.33g的MgCl₂中Mg²⁺的含量

$\frac{24}{95}=\frac{X}{54.33}$

$=13.73\left(g\right)$

4、计算MgSO₄和MgCl₂中的Mg²⁺含量合计

5.63+13.73＝19.36(g)

5、除去CaSO₄中的SO₄ ^2-和3-5％的Mg²⁺应加入Ca(OH)₂的数量

(1)除去CaSO₄中的SO₄ ^2-

a应加入CaCl₂的数量

$\frac{40}{111}=\frac{0.56}{X}$

$=1.55\left(g\right)$

b生成CaSO₄的数量

$\frac{111}{136}=\frac{1.55}{X}$

$=1.90\left(g\right)$

(2)计算除去部分(3-5％)Mg²⁺应加入Ca(OH)₂的数量和生成Mg(OH)₂的数量：

a生成Mg(OH)₂的数量

$\frac{24}{58}=\frac{(19.36\×4\%)=0.77}{X}$

$=1.87\left(g\right)$

b计算在1.87g的Mg(OH)₂中OH^-含量

1.87-0.77＝1.1(g)

c应加入Ca(OH)₂数量

$\frac{34}{74}=\frac{1.1}{X}$

$=2.39\left(g\right)$

d卤水中Ca²⁺的增加量

2.39-1.1＝1.29(g)

第三步：除Mg²⁺过程

向卤水中加入适量Ca(OH)₂ 除去Mg²⁺，过滤后送往下步工序。

(1)精制以后的卤水中Mg²⁺的含量

19.36-0.77＝18.59(g)

(2)生成Mg(OH)₂的数量

$\frac{24}{58}=\frac{18.59}{X}$

$=44.93\left(g\right)$

(3)除去18.59g的Mg²⁺应加入Ca(OH)₂的数量

$\frac{58}{74}=\frac{44.93}{X}$

$=57.32\left(g\right)$

(4)卤水中Ca²⁺的增加量

$\frac{40}{74}=\frac{X}{57.32}$

$=30.98\left(g\right)$

第四步：二次去除Ca²⁺过程

1、向卤水中加入适量Na₂CO₃除去Ca²⁺

(1)在第二步精制和第三步除Mg²⁺过程中卤水中Ca²⁺增加值

1.29+30.98＝32.27(g)

(2)除去32.27g的Ca²⁺生成CaCO₃数量

$\frac{40}{100}=\frac{32.27}{X}$

$=80.68\left(g\right)$

(3)计算在80.68g的CaCO₃中CO₃ ^2-的含量

80.68-32.27＝48.41(g)

(4)除去32.27g的Ca²⁺应加入Na₂CO₃的数量

$\frac{60}{106}=\frac{48.41}{X}$

$=85.52\left(g\right)$

2、利用膜技术提取88.45g的氯化钙，另加入少量碳酸钠除去残留钙离子。

3、用离子纤维除去32.20g的钙离子。

第五步，除去卤水中钾离子过程

用离子交换法除去钾离子，以天然斜发沸石作为离子交换剂吸附钾离子，经溶液洗脱获得13.40g的硝酸钾。

第六步，将饱和盐水输送到碱厂，经过上述五个步骤，将质量合格的一次盐水输送到制碱企业。

Claims (2)

1.本发明属一条从海水淡化到高浓度含卤水提出多种化合物之后制碱的新工艺。其特征为：第一，首先将海水淡化装置副产出的浓海水输送到盐田中进行日晒蒸发。第二，将浓海水蒸发成中度卤水提出溴素。第三，将中度卤水直接送往下部工序或继续蒸发成16-24°B’e卤水或饱和状态的卤水。第四，向卤水中适量加入氯化钙除去硫酸镁中所含的硫酸根，生成硫酸钙，沉淀后分离。第五，向卤水中加入适量的氯化钙除去硫酸钙中所含硫酸根生成硫酸钙。再向卤水中加入适量的氢氧化钙除去部分镁离子充分吸附后，将沉淀硫酸钙和氢氧化镁从卤水中分离。第六，向卤水中加入适量的氢氧化钙除去镁离子生成氢氧化镁沉淀后分离。第七，向卤水中加入氢氧化钠，除去钙离子，或用模技术提取氯化钙及用离子纤维除去钙离子。第八、使卤水与斜发沸石在常温下接触进行钾离子吸附。第九、将饱和盐水输送到碱厂制碱。

2.按照发明摘要介绍的方法(2)中所述的内容，从浓海水深加工开始提取镁离子，生成氢氧化镁纯度高于高浓度卤水含饱和卤水中提取镁离子生成氢氧化镁纯度。该工作可由海水淡化厂承担，将生产氢氧化镁的利润与提取淡水“负利润”均摊，达到降低淡水价格的目的。

一条从海水淡化到饱和卤水提取多种化合物之后制碱新工艺。

本发明属于无机化工领域，是一条利用海水资源提取淡水、制取硫酸钙、氢氧化镁、碳酸钙或氯化钙、硝酸钾、纯碱、烧碱等产品的海水卤水综合利用方法。

目前，国内的纯碱或烧碱生产厂，除江苏、四川、山东省部分地区利用地下卤水掺盐制碱外，多数企业利用海水或淡水化盐方法制碱。本发明针对海水淡化后的浓海水深加工展开攻关，即解决了浓海水的排放问题；又节省了化盐所用的水资源问题，苦卤不再增加。