降低卤水硫酸根制备粗盐水的方法和卤水硫酸根脱除系统技术方案

本发明专利技术公开了一种降低卤水硫酸根制备粗盐水的方法，包括以下步骤：(1)对卤水进行预处理,以降低卤水中的Ca2+离子浓度，以及去除卤水中漂浮杂物；(2)预处理后的卤水经精过滤器过滤，以除去卤水中悬浮颗粒；(3)精过滤后的卤水经过纳滤膜系统，通过的软化液即为粗盐水。同时,本发明专利技术还公开了一种卤水硫酸根脱除系统，采用本发明专利技术的方法和系统，可以截留卤水中的硫酸根、钙、镁离子，浓水可以用于生产芒硝，滤液直接进入后续盐水精制工序，有效控制硫酸根对纯碱生产后续的影响，同时降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及粗盐制备
，尤其是一种降低卤水硫酸根制备粗盐水的方法和卤水硫酸根脱除系统。
技术介绍
在纯碱生产过程中，所采用的原料卤水中硝含量较高(Na2SO4含量在25g/L左右)，由于会与Ca2+等生成不溶性盐，堵塞设备和管道，加剧蒸氨塔及输送管道的结垢，影响传热和成品质量，不能直接用于制碱生产上，所以卤水在进入生产前必须先脱除卤水中的硫酸根，同时降低卤水中钙离子。目前常用脱除硫酸根的方法主要有：化学沉淀法(包括氯化钡法、氯化钙法、碳酸钡法)、冷冻法、离子交换法、膜分离法和吸附法。化学沉淀法是利用化学物质与硫酸根离子反应生成硫酸盐沉淀，从而达到去除硫酸根的目的。氯化钡法工艺操作简单，去除效果较好，具有成熟、可靠、投资低等特点。采用氯化钡法脱除，一般可使盐水中的质量浓度控制在0.4mg/L以下。其缺点为：①氯化钡有较强的毒性，储存要求较高，且操作过程对人体毒害大；②生产成本较高；③除后盐水中的浓度不易控制。氯化钙法去除硫酸根投资节省，且氯化钙价格相对便宜，但由于硫酸钙的溶度积较大，去除的效果较氯化钡法差，处理后的盐水中的质量浓度也可达7g/L以下的要求，一般达不到5g/L以下。碳酸钡法是利用碳酸钡与硫酸钡的溶度积差而实现分离硫酸根的目的。碳酸钡价格较氯化钡低，并且反应过程中副产纯碱，可以降低粗盐水精制剂使用量，但是碳酸钡溶解度较小，在实际使用中经常出现管道堵塞现象，工艺尚不成熟。冷冻法是利用硫酸钠及氯化钠的溶解度随着温度的变化而变化的特点实现分离。该法优点是可以副产芒硝，去除效果较好，能够满足电解所需盐水含硫酸根离子5g/L以下的要求。其缺点是投资大，能耗高，原料中的质量浓度小于25g/L时没有经济性。离子交换法的关键是离子交换树脂的选择，近几年来，日本钟渊化学工业公司开发的脱的新型树脂具有吸附、脱附速率快、耐氧化、盐损小、操作方便等优点，但存在投资费用高、环境污染等缺点。膜分离法是一种较新的脱除方法，最具代表性的是由加拿大KvaernerChenetics公司开发的SRS膜分离技术，SRS技术具有操作方便、运行费用低、投资回报快等优点，是目前国际上较为先进的去除硫酸根的方法。吸附法去除具有操作简单、吸附效果优良、成本低、基本无环境污染等特点。目前比较著名的是由日本钟渊化学工业公司开发出的NDS法及日本氯工程公司在NDS法基础上改进的RNDS法。NDS法以氢氧化锆为离子交换体，经过一系列吸附、分离、脱附、分离等操作程序，连续地从盐水中脱除硫酸根，具有无毒性、不产生固体废物、运转费用低、不会对金属阳极及离子交换膜产生影响、盐水中的的质量分数可以任意控制、脱除硫酸根的效率与盐水浓度无关等优势。相对于NDS法而言，RNDS法在设备投资和运转费用上又有所降低。本公司之前采用南碱水采矿区提供的卤水，其硝含量(Na2SO4含量)为50g/L左右，之所以能够用于制碱，是由于有冷冻提硝装置，采用冷冻法去除同时副产芒硝。但是近年来，随着纯碱产量的不断增加，南碱水采矿区的卤水供给量日趋紧张，每天还需从中堂盐矿购买大量的卤水来补充。中堂卤水中硝含量为25g/L左右，显然继续采用之前的冷冻提硝法很不经济。由于每生产1吨纯碱，要产生10m3左右的蒸馏废液，蒸馏废液中含CaCl2100g/L左右，含NaCl50g/L左右，其利用价值不高，目前作为废液排放。如果用蒸氨废液来处理中堂卤水，即用钙法脱硝工艺处理中堂卤水，可回收了废液中的盐，同时减少了废液的排放，钙法脱硝工艺简单，设备投资少，能源消耗低。但实际的钙法脱硝流程中，产生的CaSO4粒子悬浮于体系中难以沉降下来，硫酸根脱除效果差，大大影响了后续生产。目前本公司采用的工艺是龙归盐矿卤水(NaCl275g/L，Na2SO455g/L)经冷冻提硝，结晶出的十水硝晶体经过滤、蒸发、干燥制芒硝产品，提硝后低硝卤(NaCl293g/L，Na2SO411g/L)进入制盐蒸发，蒸发出后盐浆(固液比25～28％)与矿区采出的卤水混合溶解制得粗盐水(NaCl309g/L，Na2SO416g/L)，因粗盐水中SO42-含量高导致后续制碱蒸馏塔易结垢。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种降低卤水硫酸根制备粗盐水的方法，本专利技术的方法可以有效脱除卤水中硫酸根，有效控制硫酸根对纯碱生产后续的影响，同时降低生产成本。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种降低卤水硫酸根制备粗盐水的方法，包括以下步骤：(1)对卤水进行预处理,以降低卤水中的Ca2+离子浓度，以及去除卤水中漂浮杂物；(2)预处理后的卤水经精过滤器过滤，以除去卤水中悬浮颗粒；(3)精过滤后的卤水经过纳滤膜系统，通过的软化液即为粗盐水。在上述技术方案中，纳滤膜系统可截留二价Ca2+、Mg2+离子、硫酸根离子，而一价Na+、Cl-大部分都能通过纳滤膜。作为上述方案的进一步优化，所述步骤(1)中预处理包括在卤水中加入碳酸钠。作为上述方案的进一步优化，所述步骤(2)中精过滤器的过滤精度为10～100μm；更进一步的，所述步骤(2)中精过滤器的过滤精度为55μm。本专利技术的申请人经多次试验发现，精过滤器的过滤孔直径大于100μm时，精过滤器不能有效除去卤水中悬浮颗粒；过滤器的过滤孔直径小于10μm时，容易被卤水中悬浮颗粒堵塞过滤孔，影响生产效率；当过滤孔直径为55μm时，既能截留大部分卤水中悬浮颗粒，又不会堵塞过滤孔，精过滤效率最优。作为上述方案的进一步优化，所述步骤(3)还包括：经纳滤膜系统截留的浓缩液进入冷冻脱硝系统，用于生产芒硝。作为上述方案的进一步优化，所述步骤(3)中卤水经过纳滤膜系统时，控制跨膜压力为0.75～1.35MPa。本专利技术的申请人经多次试验发现，加压泵对卤水加压到跨膜压力大于1.35MPa时，纳滤膜会由于受到压力过大而变形，导致其截留二价离子的能力逐渐降低；当跨膜压力小于0.75MPa时，纳滤膜分离二价离子和一价离子的效率降低明显。作为上述方案的进一步优化，所述步骤(2)中卤水的pH值控制在6.3～6.8；更进一步的，所述步骤(2)中卤水的pH值为6.57。本专利技术的申请人经多次试验发现，卤水的pH值过高时，其中的氢氧根会与其中二价的钙镁离子结合形成沉淀，结垢而附着在精过滤器，纳滤膜上，使得过滤的能力逐步弱化，影响生产效率；而卤水的pH值低于6.3时，会对卤水经过的设备造成腐蚀，损坏设备；当卤水的pH值为6.57时，卤水对经过的设备腐蚀度足够低，又不会因结垢而影响过滤效率。作为上述方案的进一步优化，所述步骤(3)中卤水中添加无磷阻垢剂后，再经过纳滤膜系统；更进一步的，所述无磷阻垢剂包括聚丙烯酸、聚马来酸、聚环氧琥珀酸中的一种或多种组合。无磷阻垢剂在较低浓度条件下使用就可对致垢离子进行有效的分散、螯合及晶格歪扭等作用，从而有效地防止设备水侧的结垢，长期使用还可使老垢松软进而逐步溶解，对提高设备效率、延长设备使用寿命、保证长时间正常生产有显著效果；无磷阻垢剂不含任何形式的磷，不会对水体产生污染，绿色环保；当无磷阻垢剂为聚丙烯酸、聚马来酸、聚环氧琥珀酸的混合物，且聚丙烯酸、聚马来酸、聚环氧琥珀酸的质量比为3:2:7时，其阻止碳酸钙、硫酸钙结垢的效果达到最本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低卤水硫酸根制备粗盐水的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对卤水进行预处理,以降低卤水中的Ca2+离子浓度，以及去除卤水中漂浮杂物；(2)预处理后的卤水经精过滤器过滤，以除去卤水中悬浮颗粒；(3)精过滤后的卤水经过纳滤膜系统，通过的软化液即为粗盐水。

【技术特征摘要】
1.一种降低卤水硫酸根制备粗盐水的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对卤水进行预处理,以降低卤水中的Ca2+离子浓度，以及去除卤水中漂浮杂物；(2)预处理后的卤水经精过滤器过滤，以除去卤水中悬浮颗粒；(3)精过滤后的卤水经过纳滤膜系统，通过的软化液即为粗盐水。2.根据权利要求1所述降低卤水硫酸根制备粗盐水的方法，其特征在于，所述步骤(1)中预处理包括在卤水中加入碳酸钠。3.根据权利要求1所述降低卤水硫酸根制备粗盐水的方法，其特征在于，所述步骤(2)中精过滤器的过滤精度为10～100μm。4.根据权利要求1所述降低卤水硫酸根制备粗盐水的方法，其特征在于，所述步骤(3)还包括：经纳滤膜系统截留的浓缩液进入冷冻脱硝系统，用于生产芒硝。5.根据权利要求1所述降低卤水硫酸根制备粗盐水的方法，其特征在于，所述步骤(3)中卤水经过纳滤膜系统时，控制跨膜压力为0.75～1.35MPa。6.根据权利要求1所述降低卤水硫酸根制备粗盐水的方法，其特征在于，所述步骤(2)中卤水的pH值控制在6.3～6.8。7.根据权利要求1所述降低卤水硫酸根制...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹正伟，谢谦，李俊杰，马文强，叶常青，李岸芷，
申请(专利权)人：广东南方碱业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44