[發明專利]一種井礦鹽生產鹵水制備α高強石膏處理工藝

在審

• 申請號: 202110931586.3
• 申請日: 2021-08-13
• 公開（公告）號: CN113582215A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 宋興福;李麗;金艷;張建海;黃伙;邱純龍
• 申請（專利權）人: 蘇州聚智同創環保科技有限公司
• 主分類號: C01F11/46
• 分類號: C01F11/46;C04B11/032
• 代理公司: 北京哌智科創知識產權代理事務所(普通合伙) 11745
• 代理人: 張璇

一種井礦鹽生產鹵水制備α高強石膏處理工藝，包括前驅體結晶反應系統和半水石膏水熱反應系統。前驅體結晶反應系統包括一級結晶反應器、二級結晶反應器、二水石膏沉降罐、二水石膏離心洗滌罐。半水石膏水熱反應系統包括晶型預調節罐、水熱反應釜、半水石膏離心分離機及干燥機。本發明可實現井礦鹽生產鹵水中硫酸鈣資源的回收；前驅體結晶反應系統采用多級反應結晶器及晶漿回用的方式，通過調節二水硫酸鈣結晶過飽和度來提高二水石膏尺寸，提高離心洗滌效率；半水石膏水熱反應系統通過加入轉晶劑和晶型改性劑的復合藥劑，提高半水石膏轉晶效率，制得的α型高強石膏符合《JCT 2038?2010α型高強石膏》的最高標準；半水石膏水熱反應系統采用水熱合成母液回用至二水石膏離心洗滌罐，可以降低轉晶劑損失量提高轉晶劑的利用率。

技術領域

本發明涉及高鹽廢水資源化處理工藝，特別涉及一種井礦鹽鹵水制備α高強石膏處理工藝。

背景技術

石膏是硫酸鹽礦物，有天然石膏和化學石膏兩類，其化學分子式為CaSO4·2H2O，二水石膏可以脫水形成半水石膏，一般認為抗壓強度達到25～50MPa的半水石膏即為高強石膏材料,大于50MPa則為超高強石膏材料。α型高強石膏被廣泛應用于陶瓷、精密鑄造、醫用、航空、船舶、汽車、塑料、建筑藝術及工藝美術等領域，制成各種模具、模型。二水石膏的純度和晶型直接影響到α型高強石膏的純度。常用的化學石膏主要來源于化工副產品及廢渣，如氟石膏、磷石膏和排煙脫硫石膏等，存在純度低、白度低等問題。

在制鹽和其他化工生產過程中，副產大量含硫酸鹽鹵水。對于井礦鹽生產企業，為了節能降耗、降低生產成本、提高資源綜合利用效率，采用堿鈣聯合生產循環工藝，實現全鹵制堿，廢堿液與制鹽乏水注井采鹵，同時實現制鹽制堿。工藝在大循環過程中，加入了大量的鈣，鈣離子被注井采鹵消耗芒硝，得到硫酸鈉含量低的高品質鹵水，但是同時在井下產生大量副產的硫酸鈣，造成了硫酸鈣資源的浪費，同時存在硫酸鈣在地層中大量堆積造成潛在的風險。

針對于含硫酸鹽和含鈣鹽鹵水實現硫酸鈣資源化，目前國內也有一些專利，CN109369046A公開了一種鹽化工廢棄物制備高強石膏的工藝，采用氯化鈣和老鹵混合得到二水石膏，并采用常壓水熱法制備α高強石膏，但未考慮到CN101367538A利用含硫酸鹽鹵水和含鈣鹽鹵水通過控制結晶反應器中結晶反應，制取大粒徑、高純度硫酸鈣，但未進行硫酸鈣高值化轉變的深度研究；CN110589869A公開了一種利用氯堿副產鹽石膏與化工廢鹽用于常壓鹽溶液法制備α高強石膏方法，該方法相比于水熱法，不需要壓力，但是存在反應時間長，反應效率低，且轉晶不徹底的問題。

為了避免井礦鹽堿鈣聯產工藝過程中硫酸鈣資源浪費，提高工藝的高效性和經濟性，亟待尋求一套高效合理的工藝系統實現硫酸鈣高值化轉變。

發明內容

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供的技術方案是：一種井礦鹽生產鹵水制備α高強石膏處理工藝,包括前驅體結晶反應系統和半水石膏水熱反應系統。

前驅體結晶反應系統包括一級結晶反應器、二級結晶反應器、二水石膏沉降罐、二水石膏離心洗滌罐。氯化鈣鹵水連續通入所述一級結晶反應器，硫酸鈉鹵水分成兩股料分別連續通入所述一級結晶反應器和所述二級結晶反應器；含有細小顆粒的二水硫酸鈣從所述二級結晶反應器溢出，進入所述二水石膏沉降罐；所述二水石膏沉降罐經沉降后得到高濃度的晶漿和母液，所述晶漿可回流至一級結晶反應器；所述一級結晶反應器和所述二級結晶反應器從底部排出粗硫酸鈣漿；所述粗硫酸鈣漿液進入所述二水石膏離心洗滌罐得到二水石膏前驅體。

半水石膏水熱反應系統包括晶型預調節罐、水熱反應釜、半水石膏離心分離機及干燥機。所述晶型預調節罐中加入轉晶劑和晶型改性劑；所述調節罐漿料進入所述水熱反應釜進行半水石膏水熱合成反應；所述水熱反應釜合成漿料進入所述離心分離機；所述離心分離機分離母液回用至二水石膏離心洗滌罐，所述離心分離固體進入所述干燥機得到α型高強石膏。

進一步的，所述硫酸鈉鹵水分成兩股料按照1:1～1:5的比例范圍分別通入一級結晶反應器和二級結晶反應器，可以調節反應過程二水硫酸鈣的過飽和度。