[發(fā)明專利]硝水深度凈化副產(chǎn)高純硫酸鈣的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310148064.1
• 申請日: 2013-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN103214077A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何京明
• 申請（專利權(quán)）人: 何京明
• 主分類號(hào): C02F1/56
• 分類號(hào): C02F1/56;C01F11/46
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種芒硝(Na₂SO₄)生產(chǎn)過程硝水深度凈化去除鈣、鎂雜質(zhì)，并副產(chǎn)高純硫酸鈣的方法，屬于化工領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國有90％以上的無水芒硝是由蘊(yùn)藏量極為豐富的天然芒硝礦為原料制造，粗硝水除了主要成份Na₂SO₄外，還含有；Na₂CO₃、NaHCO₃、NaCl、CaSO₄、MgSO₄、MgCl等化學(xué)雜質(zhì)及機(jī)械雜質(zhì)。在蒸發(fā)制硝過程中，隨著硝水溫度的提高，晶體微粒較小的物質(zhì)，如CaSO₄，CaCO₃，Mg(OH)₂等的析出，析出的物質(zhì)在硝水輸送、預(yù)熱、蒸發(fā)過程中形成氫氧化鎂、碳酸鈣和硫酸鈣，并在輸送管路和蒸發(fā)罐加熱管壁上結(jié)垢。結(jié)垢后的主要危害有：(1)加熱管內(nèi)壁結(jié)垢后，加熱效果下降，能耗上升，嚴(yán)重時(shí)要停機(jī)清洗。據(jù)有關(guān)資料介紹，水冷設(shè)備換熱器中結(jié)垢厚度為2.16mm時(shí)，傳熱系數(shù)平均下降51％，設(shè)備運(yùn)行效率下降50％。(2)增加換熱系統(tǒng)水流阻力，降低硝水流量，使循環(huán)泵能耗提高。(3)硝垢附著物下部會(huì)發(fā)生局部腐蝕甚至破裂和穿孔，嚴(yán)重影響設(shè)備安全運(yùn)行。(4)換熱系統(tǒng)在運(yùn)行中頻繁洗罐，需要中斷生產(chǎn)運(yùn)行，增加循環(huán)泵與水的能耗，降低生產(chǎn)效率。另外，由于設(shè)備結(jié)垢，使得生產(chǎn)過程中需要周期性的利用水或酸清洗加熱管道和蒸發(fā)裝置，消耗過多的蒸汽或能源，造成能源的浪費(fèi)。對(duì)硝水實(shí)施凈化處理成為各制硝企業(yè)節(jié)能降耗、提高產(chǎn)量和質(zhì)量所采取的主要技術(shù)措施。

從硝水溶液除掉可溶性鈣鎂雜質(zhì)，最常用的方法是化學(xué)沉淀過濾法。化學(xué)沉淀法除鎂雜質(zhì)主要是通過投加OH^-離子，在硝水溶液中形成難溶的氫氧化鎂沉淀除去，在pH值大于12.5時(shí)，Mg²⁺的濃度為1×10^-5mol/L。

化學(xué)沉淀法除鈣雜質(zhì)主要是通過投加CO₃^2-，OH^-，F(xiàn)^-，PO₄^3-等在硝水溶液中形成難溶鹽過飽和狀態(tài)，使鈣雜質(zhì)與上述離子形成沉淀進(jìn)而除去。原理如下：

CO₃^2-+Ca²⁺＝CaCO₃

2PO₄^3-+3Ca²⁺＝Ca₃(PO₄)₂

鈣的難溶化合物主要有Ca₃(PO₄)₂、CaCO₃、CaSO₄等，在25℃的溶度積分別為2.0×10^-29、2.8×10^-9、3.16×10^-7。折算為鈣的溶解度，Ca₃(PO₄)₂最小，CaCO₃次之，CaSO₄最大。因此，用Na₃PO₄作除鈣劑，除鈣最徹底。但鑒于Na₃PO₄價(jià)格昂貴，通常采用純堿(Na₂CO₃)、小蘇打(NaH?CO₃)、二氧化碳等作除鈣劑。

目前，國內(nèi)外制硝或鹽硝聯(lián)產(chǎn)企業(yè)一般采用燒堿-純堿法硝水凈化工藝，該工藝基本建設(shè)投資少，工藝流程簡單，但是由于燒堿、純堿價(jià)格的上漲，硝水凈化成本也隨之上漲。另外，一般企業(yè)控制硝水凈化處理指標(biāo)鈣、鎂含量都高于20mg/L，有的企業(yè)達(dá)到90mg/L，處理成本在30至60元/噸硝之間。而處理后的硝水中仍含有少量Ca²⁺，Mg²⁺離子，仍然存在著結(jié)垢的因素。