一种节能型金属钠盐及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于工业盐的生产领域，特别涉及一种节能型金属钠盐及其制备方法和应用。将普通金属钠盐过筛去除大颗粒盐和粉盐，再与氟化钠、醋酸钠等助剂按照一定的质量比例混匀，混匀后得到新型金属钠盐。本发明专利技术制备的新型金属钠盐，SO42‑含量低于0.02％，该产品作为工业生产金属钠的专用原料盐，能够将制备金属钠的三元体系和二元体系的共融温度降低5‑20℃，电导提高1‑5％，且工艺简单，操作方便，对产品和环境无污染，成本低，适合大规模工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于工业盐的生产领域，特别涉及一种节能型金属钠盐及其制备方法和应用。
技术介绍
金属钠的生产由原料干燥、电解、精制、铸钠等工序组成。熔融电解法以精制氯化钠(金属钠盐)为主要原材料，添加氯化钡、氯化钙，通过熔融电解得到金属钠和副产物氯气。金属钠盐中SO42-含量是一项非常重要的质量指标，直接影响到电解NaCl生产金属钠时电级棒的使用寿命，容易造成积渣多、换膜勤和设备堵塞等现象，造成电流效率下降，增加了电耗量的同时也加重了对电解槽的腐蚀，导致生产成本的上升。因此，金属钠生产企业一般都要求将金属钠盐的SO42-含量(质量含量，下同)控制在0.05％以下，最佳为0.03％以下。一些金属钠盐生产企业采用非常严格而复杂的卤水净化程序来控制产品中SO42-的含量，也有企业采用淘洗法对产品进行二次洗涤来获得合格的金属钠盐，但这些方法对工艺要求较高，造成了生产成本的增加。熔融电解时氯化钠需要处于熔融状态，而氯化钠的熔点达801℃，能耗较高且对装置要求较高。为了降低熔融电解时电解质的熔点，一般需加入掺料盐形成混合电解质，如以氯化钠、氯化钙(782℃)、氯化钡(963℃)形成的三元体系或以氯化钠、氯化钙组成的二元体系，可大幅度降低电解时所需的温度，使熔点从801℃降到500℃左右。但是除了熔融温度以外，电导也是影响电解效率的一项重要理化性质，熔融温度过高或过低，都将引起电解质电导降低、导电能力变弱，导致电解槽总电流强度的升高。
技术实现思路
本专利技术提供了一种节能型金属钠盐，钠盐中SO42-含量不高于0.02％，可降低生产金属钠的三元体系和二元体系的熔融温度，并提高电导效率，本专利技术的金属钠盐包括由芒硝型或石膏型卤水经过卤水净化、蒸发浓缩、离心脱水、干燥、并控制粒径为104um～840um得到的产物，上述金属钠盐还包括熔点降低助剂和(或)电导提高助剂，其中，熔点降低助剂占金属钠盐质量的0.5～5％，电导提高助剂占金属钠盐质量的0.5～2％，熔点降低助剂为醋酸钠、氯化锶中的一种或两种的混合，电导提高助剂为氟化钠、氯化钾、氯化铷、氯化铯中的一种或两种以上的混合。本专利技术还提供了一种上述金属钠盐的制备方法：(1)芒硝型或石膏型卤水经过卤水净化、蒸发浓缩、离心脱水、干燥，该步骤中得到的产物中，SO42-含量为0.05～0.07％，含有少量大颗粒盐和粉盐；(2)将步骤(1)得到的产物用20～30目筛网过筛，保留能通过筛网的盐，生产金属钠时，原料金属钠盐必需经高温气流干燥系统将盐中水分含量降至0.1％以下，如果原料金属钠盐颗粒太粗，在生产金属钠的干燥阶段，高温气流干燥系统很难将盐烘干，从而增加电耗成本，本步骤至少可筛除产物中粒径大于840um的大颗粒盐；(3)将步骤(2)中过筛后的产物用60～140目筛网过筛，保留不能通过筛网的盐，本申请的专利技术人首先意识到：金属钠盐自带的粉盐更容易吸附卤水中的SO42-，如果将金属钠盐中的粉盐去除，将大大降低产品中SO42-含量，提高金属钠盐的品质，同时，这一措施也避免了细粉盐会随着废热风被排放而降低金属钠盐的使用效率，本步骤至少可筛除产物中粒径小于104um的小颗粒粉盐；(4)向步骤(3)的产物中加入熔点降低助剂和(或)电导提高助剂，混匀后即得本专利技术的节能型金属钠盐，本专利技术在金属钠盐中添加的熔点降低助剂和(或)电导提高助剂，在电解熔融生产金属钠的过程中，不产生有害挥发性气体或者沉淀，不会对电解工序的顺利进行有任何不利影响。本专利技术还提供了一种上述节能型金属钠盐的应用：向该金属钠盐中添加氯化钙和氯化钡，或者仅添加氯化钙，形成三元熔融体系或二元熔融体系并制备金属钠，除了氯化钙和氯化钡，本专利技术添加的熔点降低助剂醋酸钠和氯化锶，可使三元(或二元)体系的熔融温度进一步降低，起到节能效果，然而除了熔融温度以外，电导也是影响电解效率的一项重要理化性质；熔融温度并非越低越好，熔融温度过高或过低，都将引起电导降低，电解质导电能力变弱，导致电解槽总电流强度的升高，电导率的最高值在610～630℃，温度低于610℃或者高于630℃，都会导致电导降低；本专利技术在金属钠盐中添加的电导提高助剂氟化钠、氯化钾、氯化铷、氯化铯，旨在提高电导，实现电解槽总电流强度的降低，节能降耗。本专利技术的有益效果在于：本专利技术只需对现有的普通金属钠盐进行适当改进：两次过筛、并添加适量助剂混匀，就可以直接应用于金属钠的生产，解决了其他制备方法过程复杂、设备要求高、能耗大的缺点；本专利技术去除了普通金属钠盐中的大颗粒盐，可使高温气流干燥系统更快地将金属钠盐中的水分含量降至0.1％以下(见表1)，节约电耗成本；将金属钠盐中的小颗粒粉盐去除，可降低产品中SO42-含量至0.02％以下(见表2)，延长了电解金属钠盐生产金属钠时电级棒的使用寿命，减轻了对电解槽的腐蚀，提高了电流效率，减少了电耗量，并且降低了金属钠盐随着废热风被排放的几率，减少浪费，提高了使用效率；本专利技术由于添加了熔点降低助剂和电导提高助剂，能够将制备金属钠工艺中的共融温度降低5～20℃(见表3)，电导提高1～5％(见表4)，对产品和环境无污染，成本低，适合大规模工业化生产。具体实施方式实施例1(1)芒硝型或石膏型卤水经过卤水净化、蒸发浓缩、离心脱水、干燥，所得产物中SO42-含量为0.07％；(2)将步骤(1)得到的产物用20目筛网过筛，保留能通过筛网的盐，筛除粒径大于840um的大颗粒盐；(3)将步骤(2)中过筛后的产物用80目筛网过筛，保留不能通过筛网的盐，可筛除粒径小于178um的小颗粒粉盐。对上述得到的盐产物称取500g进行80℃干燥，记录盐中水分含量降至0.1％以下所需时间；并且对上述盐产物进行硫酸根离子的检测，具体结果请见表1和表2。将实施例1步骤(2)中的筛网依次替换为25目、30目，其余操作不变。对所得盐产物称取500g进行80℃干燥，记录盐中水分含量降至0.1％以下所需时间；并且对所得盐产物进行硫酸根离子的检测，具体结果请见表1。将实施例1步骤(3)中的筛网依次替换为60目、100目、120目、140目，其余操作不变。对所得盐产物称取500g进行80℃干燥，记录盐中水分含量降至0.1％以下所需时间；并且对所得盐产物进行硫酸根离子的检测，具体结果请见表2。对比实施例1(1)同实施例1；(2)将步骤(1)得到的产物用20目筛网过筛，保留能通过筛网的盐，筛除粒径大于840um的大颗粒盐。对上述得到的盐产物称取500g进行80℃干燥，记录盐中水分含量降至0.1％以下所需时间；并且对上述盐产物进行硫酸根离子的检测，具体结果请见表2。对比实施例2(1)同实施例1；(2)将步骤(1)得到的产物用80目筛网过筛，保留不能通过筛网的盐，可筛除粒径小于178um的小颗粒粉盐。对上述得到的盐产物称取500g进行80℃干燥，记录盐中水分含量降至0.1％以下所需时间；并且对上述盐产物进行硫酸根离子的检测，具体结果请见表1。表1筛网目数烘干时间(min)20(实施例1)2525233020对比实施例230(盐中水分含量仍未降至0.1％)表2筛网目数过筛后SO42-含量(％)600.00980(实施例1)0.0111000.0151200.0161400.018对比实施例10.071实施例2向实施例1中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种节能型金属钠盐，其特征在于：所述的金属钠盐包括由芒硝型或石膏型卤水经过卤水净化、蒸发浓缩、离心脱水、干燥、并控制粒径为104um～840um得到的产物。

【技术特征摘要】
1.一种节能型金属钠盐，其特征在于：所述的金属钠盐包括由芒硝型或石膏型卤水经过卤水净化、蒸发浓缩、离心脱水、干燥、并控制粒径为104um～840um得到的产物。2.如权利要求1所述的节能型金属钠盐，其特征在于：所述的金属钠盐还包括熔点降低助剂和/或电导提高助剂。3.如权利要求2所述的节能型金属钠盐，其特征在于：所述熔点降低助剂为醋酸钠、氯化锶中的一种或两种的混合。4.如权利要求2所述的节能型金属钠盐，其特征在于：所述电导提高助剂为氟化钠、氯化钾、氯化铷、氯化铯中的一种或两种以上的混合。5.如权利要求2所述的节能型金属钠盐，其特征在于：所述熔点降低助剂占金属钠盐质量的0.5～5％。6.如权利要求2所述的节能型金属钠盐，其特征在于：所述电导提高助剂占金属钠盐质量的0.5～2％。7.如权利要求1所述的节能型金属钠盐的制备方法，其特征在于：所述方法为，(1)芒硝型或石膏型卤...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈虎，李娜，徐培，迟韵，刘娟，
申请(专利权)人：中盐金坛盐化有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32