在含有氯化钠和氯化钾的工业废水中分别结晶分离氯化钠和氯化钾的方法技术

本发明专利技术提供一种在含有氯化钠和氯化钾的工业废水中分别结晶分离氯化钠和氯化钾的方法，包括以下步骤：(1)对含有氯化钠和氯化钾的工业废水进行蒸发浓缩处理直到其中的氯化钾达到饱和溶解状态，分离出析出的氯化钠晶体；(2)冷却步骤(1)中得到的浓缩液体；(3)向步骤(2)得到的冷却后的浓缩液体加入可与水共溶的有机溶剂，分离出析出的氯化钾晶体。该方法通过结晶的方式分离氯化钠和氯化钾，并通过加入有机溶剂能够得到高纯度的氯化钠和氯化钾，且出晶量比原有技术提高五倍。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于工业废水处理
，特别涉及一种在同时含有氯化钠和氯化钾的工业废水中分别结晶分离氯化钠和氯化钾的方法。
技术介绍
伴随着工业生产，每天都要产生大量的工业废水，尤其是产生一些高盐工业废水， 理想的情况是从高盐工业废水中提取有一定价值的钠盐和钾盐，回收出售、变废为宝。现有技术中，通过对高盐工业废水的预处理，已经可以将高盐工业废水中的杂质、重金属等除去，以得到仅含有氯化钠和氯化钾的工业废水，由于氯化钠和氯化钾在水中的溶解度的特性，通过蒸发浓缩、冷却和结晶分离的方式可以分别制取氯化钠和氯化钾。但是，采用上述方式仅能回收工业废水中的约10%的氯化钾晶体，纯度不高、出晶量太低、经济效益差。
技术实现思路
为解决现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种，该方法通过分别结晶的方式分离氯化钠和氯化钾， 并通过加入有机溶剂能够得到高纯度的氯化钠和氯化钾，且出晶量比原技术方法提高了五倍。技术方案一种， 包括以下步骤(I)对含有氯化钠和氯化钾的工业废水进行蒸发浓缩处理直到其中的氯化钾达到饱和溶解状态，分离出析出的氯化钠晶体；(2)冷却步骤⑴中得到的浓缩液体；(3)向步骤⑵得到的冷却后的浓缩液体加入可与水共溶的有机溶剂，分离出析出的氯化钾晶体。所述与水共溶的有机溶剂为甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、乙二醇、丙三醇、甲醛、乙醛、甲酸或乙酸。所述与水共溶的有机溶剂为乙醇，相应地，还包括步骤⑷将步骤(3)的分离氯化钾晶体后得到的溶液引入精馏塔以精馏方式回收乙醇。还包括步骤(5):将步骤(4)中提取的乙醇返回步骤(3)中作为步骤(3)中添加的乙醇的一部分。所述步骤(5)还包括将步骤(4)剩余的溶液返回步骤(I)中重新参与蒸发浓缩。所述的含有氯化钠和氯化钾的工业废水为质量浓度为3%的氯化钠和氯化钾工业废水，其中氯化钠和氯化钾的质量比为7 3，所述步骤(I)对含有氯化钠和氯化钾的工业废水在ioo°c或iorc下进行蒸发浓缩处理直到其中的氯化钾达到在蒸发温度下的饱和溶解状态，步骤(2)中的冷却温度为30°C，步骤(3)加入的乙醇的剂水比为30-70%，所述剂水比为乙醇的总质量与浓缩液体中的水的质量的比。所述剂水比为50%。所述步骤(I)包括将所述工业废水引入板式换热器中进行预加热的步骤，将预热后的工业废水引入降膜蒸发器进行蒸发浓缩的步骤，将蒸发得到的气体和浓缩液体引入分离器进行气液分离的步骤，将分离后的浓缩液体引入结晶分离器和强制循环蒸发器，浓缩液体在强制循环蒸发器中继续进行深度蒸发浓缩到氯化钾达到饱和溶解状态，浓缩液体在结晶分离器中结晶出氯化钠晶体的步骤，和将带有氯化钠晶体的浓缩液体引入钠盐离心机分离氯化钠晶体的步骤。所述分离器中安装有氯化钠浓度在线检测装置，用于检测氯化钠的浓度，当检测到的浓缩液体内氯化钠的浓度达到24-25%时，将分离后的浓缩液体引入所述结晶分离器和强制循环蒸发器，当检测到的浓缩液体内的氯化钠的浓度小于24%时，将浓缩液体返回所述降膜蒸发器继续进行蒸发浓缩处理。所述结晶分离器中安装有氯化钾浓度在线检测装置，用于检测氯化钾的浓度，当检测到的浓缩液体内的氯化钾的浓度小于31. 4%时，浓缩液体在强制循环蒸发器内进行强制循环蒸发，当浓缩液体内的氯化钾的浓度达到31. 4%时，将带有氯化钠晶体的浓缩液体弓I入钠盐离心机分离氯化钠晶体。步骤(2)为将经钠盐离心机分离出氯化钠晶体后剩余的氯化钾饱和溶液引入列管式冷却器进行深度冷却，冷却到30°C后，引入钾盐沉降罐；步骤(3)包括从乙醇回收储罐中向所述钾盐沉降罐按照剂水比50%的比例弓I入乙醇，溶液在钾盐沉降罐内结晶出氯化钾晶体的步骤，和将带有氯化钾晶体的液体引入钾盐离心机分离出氯化钾晶体的步骤。步骤(4)为将经钾盐离心机分离出氯化钾晶体后的剩余溶液引入精馏塔以精馏方式回收乙醇，并将得到的乙醇引入所述乙醇回收储罐,所述乙醇回收储罐内还引入有外补乙醇。步骤(5)将回收乙醇后剩余的溶液返回强制循环蒸发器。技术效果本专利技术提供了一种，本专利技术根据氯化钠和氯化钾的溶解度特性，即氯化钠属于热结晶、氯化钾属于冷结晶，来设定了一个分别结晶分离的方法，并得到高纯度、高出晶量的氯化钾晶体。首先工业废水在蒸发浓缩的过程中，随着水分的不断蒸发，在蒸发温度下，由于氯化钠的饱和溶解度远低于氯化钾的饱和溶解度，工业废水中的氯化钠首先趋于饱和，进而优先析出氯化钠晶体，当氯化钾达到饱和时，停止蒸发，并分离出析出的氯化钠晶体。接着，将分离出氯化钠晶体后的浓缩液体进行冷却处理，随着温度的降低，氯化钾的饱和溶解度也迅速降低， 而氯化钠几乎不受影响，此时析出的结晶主要是氯化钾晶体。但此时析出的氯化钾结晶仅占溶液中的氯化钾的总量的10%左右，而绝大部分氯化钾还在溶液中并未析出。因此，向冷却浓缩液体中加入可与水共溶的有机溶剂，以显著地降低氯化钾和氯化钠的饱和溶解度， 但对氯化钾的影响程度更大，此时有大量的晶体析出，分离得到的这部分晶体的主要成分是氯化钾，也有少量的氯化钠，至此，可以将氯化钠和氯化钾从工业废水中分别结晶分离， 并得到高纯度、大量的氯化钠和氯化钾晶体。在冷却后的浓缩液体中加入与水混溶的有机溶剂后，有机分子与水分子结合，一部分氯化钠和氯化钾分子不能在水中以离子形式存在，从而以分子形式析出，故其溶解度降低。其中的与水共溶的有机溶剂可以为甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、乙二醇、丙三醇、甲醛、乙醛、甲酸或乙酸等。由于乙醇的回收技术已经比较成熟，并且乙醇的价格便宜，本专利技术的与水共溶的有机溶剂优选采用乙醇。具体地，溶液中的乙醇的回收可以通过精馏技术进行回收，以便作为有机溶液添加剂重新添加到冷却浓缩液体中，另外除去乙醇后的溶液还可以重新返回到步骤(I)参与蒸发浓缩过程。由于经过预处理后的工业废水中的氯化钠的质量浓度为2. 1%，而氯化钾的质量浓度为O. 9%。在蒸发温度选择100°C或lore时，通过实验得到的氯化钠和氯化钾的饱和浓度分别为25. 6%和31.4%，因此在步骤⑴中当氯化钾的浓度达到31. 4%时，即氯化钾达到饱和溶解状态时，即刻停止蒸发。在冷却温度选择30°C时，且添加乙醇的总质量等于浓缩液体中的水的质量时，能获得较大量的出晶量，若再继续提高剂水比，出晶量也不会发生明显的变化。本专利技术的整个步骤可以借助MVR(Mechanical Vapor Recompression机械式蒸汽再压缩)高效节能蒸发器来实现，MVR高效节能蒸发器包括有板式预热器、降膜蒸发器、分离器、离心压缩机、强制循环蒸发器、结晶分离器、钠盐离心机、列管式冷却器、钾盐沉降罐、 钾盐离心机、精馏塔和乙醇回收储罐等。这样，整个流程均在MVR高效节能蒸发器中进行， 以实现不间断地连续生产。附图说明图I氯化钠和氯化钾溶液溶解度随温度变化的曲线；图2在含有氯化钠和氯化钾的工业废水中分别结晶分离氯化钠和氯化钾的工艺流程图。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供了一种从工业废水中分别结晶分离氯化钠和氯化钾的方法，该方法能得到高纯度、高出晶量的氯化钾晶体。图I所示为氯化钠和氯化钾溶液溶解度随温度变化的曲线。从图I本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈丁人，朱佳飞，杨瑞凤，
申请(专利权)人：北京浦仁美华节能环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：