【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种含铁杂质纯碱的除杂方法，属于纯碱制备。
技术介绍
1、从天然碱加工制纯碱的工艺来看，国内外主要采用的方法有蒸发法、碳酸化法两种，其中的蒸发法还可以依据原料组成不同，进一步细分为倍半碱工艺和一水碱工艺。其中，倍半碱工艺主要是以天然碱晶碱石(na2co3·nahco3·2h2o)为原料，将采出至地面的碱卤进行精制，除去有机物、硅酸盐及镁盐等杂质，送入蒸发器进行两效或效蒸发脱水，半成品以倍半碱为主，还含有20～30％的一水碳酸钠(na2co3·h2o)，经过真空滤过机过滤，再经离心机脱水，进入煅烧炉制成轻质纯碱，母液大部分与原卤兑合返回生产系统。
2、倍半碱工艺中碱卤通常采用钻井(压裂连通)热水水溶(单井吞吐与双井对流相结合)采卤工艺获取。该工艺的具体过程是通过将高温热水注入地下，将地下的碱矿带到地面上进行采集。作为我国的“天然碱之都”的河南省桐柏县的纯碱矿藏伴生诸多杂质，采出的的碱卤中含有一种含铁强络合物杂质，该含铁强络合物杂质的结构复杂且化学性质独特，它不会在高碱度的环境中水解沉淀并且会伴随着纯碱共结晶，在倍半碱工艺生产纯碱的工艺中常与纯碱一同结晶被包裹在纯碱晶体中，通过常规的重结晶工艺难以将其中的铁杂质去除，影响纯碱产品的品质。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种含铁杂质纯碱的除杂方法，以解决重结晶无法有效去除以晶碱石为原料采用蒸发法制得的纯碱中铁杂质的问题。
2、为了实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案是：
3、
4、1)将含铁杂质纯碱采用洗涤剂在≥10℃条件下进行洗涤，洗涤过程中对体系进行搅拌；所述含铁杂质纯碱是以晶碱石为原料制成；所述洗涤剂主要由水和碳酸钠组成，洗涤剂中碳酸钠的质量百分含量为洗涤温度下饱和碳酸钠溶液中碳酸钠的质量百分含量的1～1.75倍；所述洗涤剂中铁质量含量不大于含铁杂质样品中铁质量含量的8倍；
5、2)洗涤结束后停止搅拌，待体系中纯碱固体下沉后，将液体从纯碱固体上排出体系。
6、本专利技术的含铁杂质纯碱的除杂方法，将含铁杂质纯碱采用主要成分为饱和碳酸钠水溶液的洗涤剂进行洗涤，在此过程中含铁杂质纯碱中的含铁强络合物杂质转化为胶体形式充分释放在饱和碳酸钠水溶液中形成悬浮物，再将洗涤后体系中纯碱固体和含有悬浮物的溶液进行分离，从而实现对含铁杂质纯碱中铁杂质的去除，该方法是一种全新的除杂方法。
7、由于碳酸钠溶解度受温度的影响较大，为了减少洗涤时温度浮动对除杂的影响，进一步地，步骤1)中，洗涤剂中碳酸钠的质量百分含量大于洗涤温度下饱和碳酸钠溶液中碳酸钠的质量百分含量。
8、进一步地，洗涤剂中碳酸钠的质量百分含量为洗涤温度下饱和碳酸钠溶液中碳酸钠的质量百分含量的1～1.60倍。
9、进一步地，所述含铁杂质纯碱以晶碱石为原料采用三效制倍半碱法制成。所述晶碱石由河南省桐柏县产出。
10、由于随着温度的升高纯碱的溶液度会大幅度增加，为了在去除铁杂质的同时减少配制饱和碳酸钠溶液时纯碱投入，进一步地，步骤1)中，所述洗涤的温度为10～40℃，例如为10～30℃，洗涤的时间为0.5～3h。
11、为了在洗涤过程中更好地加速纯碱中铁杂质的释放，进一步地，步骤1)中，所述搅拌的速率为300～1200r/min，例如为300～1000r/min。
12、为了更好地除去铁杂质，进一步地，步骤1)中，洗涤时，每1g的含铁杂质纯碱对应采用的洗涤剂的质量为3.025～7.1g。
13、进一步地，步骤1)中，所述洗涤剂是将碳酸钠在水中溶解形成。例如溶解时采用的碳酸钠的纯度≥97％，铁的质量百分含量＜含铁杂质纯碱。为了提高洗涤液的利用率，降低除杂成本，进一步地，所述除杂方法还包括以下步骤：3)将步骤2)中分离得到的液体作为洗涤剂在≥10℃条件下对含铁杂质纯碱进行洗涤；洗涤过程中对体系进行搅拌；4)洗涤结束后停止搅拌，待体系中纯碱固体下沉后，将液体从纯碱固体上排出体系。
14、进一步地，为了在提高洗涤液利用率的同时提高产品的纯度，进一步地，将步骤4)中所得的纯碱固体再次采用洗涤液于≥10℃的条件下在搅拌条件下进行洗涤；所采用的洗涤剂主要由水和碳酸钠组成，洗涤剂中碳酸钠的质量百分含量为洗涤温度下饱和碳酸钠溶液中碳酸钠的质量百分含量的1～1.05倍；洗涤剂中铁质量含量不大于待洗涤的纯碱固体中铁杂质样品中铁质量含量的8倍。
15、为了进一步地提高洗涤液的利用率，降低除杂成本，所述除杂方法还包括以下步骤：5)将步骤4)分离得到的溶液返回步骤3)作为洗涤剂，重复步骤3)～4)直至含铁杂质纯碱的铁含量小于或等于设定值。例如设定值为33.4％。
16、进一步地，步骤3)中，所述洗涤的温度为10～30℃，洗涤的时间为0.5～3h。
17、进一步地，步骤3)中，所述搅拌的速率为300～1200r/min，例如为300～1000r/min。
18、进一步地，步骤3)中，洗涤时，每1g的含铁杂质纯碱对应采用的洗涤剂的质量为3.025～7.1g。
19、本专利技术的含铁杂质纯碱的除杂方法，相比湿法结晶和蒸发结晶等传统工艺具有以下优势：①能耗较低，不需要大量的能源输入；②不需要任何化学试剂，实现纯天然、物理方式的除杂；③对采用三效制倍半碱工艺生产的低品质纯碱进行除杂，可以使除杂后的纯碱达到《t/hnsdchyxh001-2023》电池级碳酸钠国家标准，提高生产纯碱品质，解决行业难题。
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1.一种含铁杂质纯碱的除杂方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的含铁杂质纯碱的除杂方法，其特征在于：步骤1)中，洗涤剂中碳酸钠的质量百分含量大于洗涤温度下饱和碳酸钠溶液中碳酸钠的质量百分含量。
3.根据权利要求1或2所述的含铁杂质纯碱的除杂方法，其特征在于：步骤1)中，所述洗涤的温度为10～30℃，洗涤的时间为0.5～3h。
4.根据权利要求1或2所述的含铁杂质纯碱的除杂方法，其特征在于：步骤1)中，所述搅拌的速率为300～1000r/min。
5.根据权利要求1或2所述的含铁杂质纯碱的除杂方法，其特征在于：步骤1)中，洗涤时，每1g的含铁杂质纯碱对应采用的洗涤剂的质量为3.025～7.1g。
6.根据权利要求1或2所述的含铁杂质纯碱的除杂方法，其特征在于：步骤1)中，所述洗涤剂是将碳酸钠在水中溶解形成；所述除杂方法还包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的含铁杂质纯碱的除杂方法，其特征在于：还包括以下步骤：
8.根据权利要求6所述的含铁杂质纯碱的除杂方法，其特征在于：步骤3)
9.根据权利要求6所述的含铁杂质纯碱的除杂方法，其特征在于：步骤3)中，所述搅拌的速率为300～1000r/min。
10.根据权利要求6所述的含铁杂质纯碱的除杂方法，其特征在于：步骤3)中，洗涤时，每1g的含铁杂质纯碱对应采用的洗涤剂的质量为3.025～7.1g。
...【技术特征摘要】
1.一种含铁杂质纯碱的除杂方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的含铁杂质纯碱的除杂方法，其特征在于：步骤1)中，洗涤剂中碳酸钠的质量百分含量大于洗涤温度下饱和碳酸钠溶液中碳酸钠的质量百分含量。
3.根据权利要求1或2所述的含铁杂质纯碱的除杂方法，其特征在于：步骤1)中，所述洗涤的温度为10～30℃，洗涤的时间为0.5～3h。
4.根据权利要求1或2所述的含铁杂质纯碱的除杂方法，其特征在于：步骤1)中，所述搅拌的速率为300～1000r/min。
5.根据权利要求1或2所述的含铁杂质纯碱的除杂方法，其特征在于：步骤1)中，洗涤时，每1g的含铁杂质纯碱对应采用的洗涤剂的质量为3.025～7.1g。
【专利技术属性】
技术研发人员：张宏忠，刘振兴，鹿一，刘云，马永鹏，张忠厚，
申请(专利权)人：郑州轻大产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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