溶液开采含碳酸钠和碳酸氢钠的矿石制造技术

一种用于从含有碳酸氢钠复盐(如天然碱或碳氢钠石)的地下矿石地层的一个空腔中回收多种碱值物质的溶液开采方法；使用此方法生产至少一种钠基产品的制造工艺；以及通过所述制造工艺获得的钠基产品。该溶液开采方法包括一个矿石溶解阶段(a)：在该阶段中将该不协调复盐从一个矿石面中溶解在一个第一溶剂中；以及一个空腔清洗阶段(b)：在该阶段中使该溶解阶段(a)的过程中沉积在该矿石面上的碳酸氢钠溶解到一个具有更高pH、氢氧化物含量和/或温度的第二水性溶剂中并且在原位部分地或完全地转化成碳酸钠。该方法进一步包括将从任一阶段中产生的液体抽到地表面上，任选地将一些液体再循环到空腔内；并且使一些液体通过结晶器、反应器和/或电渗析器而形成至少一种经回收的钠基产品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通过溶液开采一种含有碳酸钠和碳酸氢钠复盐的矿石而回收多种碱值物质(alkali value)的方法，该矿石是例如天然碱或碳氢钠石，此方法解决了这种复盐的不谐溶问题。
技术介绍
含碳酸钠和碳酸氢钠二者的地下沉积物在组成上从一个位置到另一个位置发生变化，这是可以预期的，然而，主要的在商业上可开发的沉积物一般具有两种基本组成之一。天然存在的碳酸氢钠矿物之一 被称为“碳氢钠石”并且还可以被称为“得瑟米特(decemite) ”。这种矿物包含按重量计29.6% Na2CO3和70.4% NaHCO3,呈现每个Na2CO3分子带三个NaHCO3分子的形式，如下=Na2CO3.3NaHC03。第二种碳酸氢钠矿物是天然存在的被称为“天然碱”的矿物。粗天然碱矿是可含高达99%的倍半碳酸钠(一般为约70% -99% )的一种矿物。倍半碳酸钠是碳酸钠-碳酸氢钠复盐，具有化学式Na2CO3.NaHCO3.2H20并且它包含46.90wt.% Na2CO3^37.17wt.%NaHCOJP 15.93wt.% H2O0粗天然碱还含包含较少量的氯化钠(NaCl)、硫酸钠(Na2SO4)、有机物质、以及不溶物，如粘土和页岩。对在绿河(Green River)中开采的天然碱矿的典型分析显示在表I中。在美国从商业角度看天然碱是重要的，至少是由于在怀俄明州是非常巨大的沉积物。从天然碱生产的最有价值的碱是碳酸钠(Na2CO3)15碳酸钠是在美国生产的最大量的碱类商品之一。在2007年，自怀俄明州的基于天然碱的碳酸钠占整个美国苏打灰产量的大约91%。碳酸钠的主要用途是在玻璃制造工业中并且用于生产小苏打、洗涤剂以及纸制品。由天然碱还可以生产出其他产品，如碳酸氢钠(NaHCO3)、亚硫酸钠(Na2SO3)、苛性钠(NaOH)、倍半碳酸钠(Na2CO3.NaHCO3.2H20)、磷酸钠(Na5P3Oltl)或其他含钠的化学品。表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于从地下矿石地层的至少一个空腔中回收碱值物质的方法，所述矿石包含天然碱和/或碳氢钠石，所述方法包括：在至少一个空腔中进行矿石溶解阶段(a)，所述矿石溶解阶段包括：将来自所述空腔的一个矿石面的至少一部分矿石原位溶解到第一水性溶剂中以形成包含碳酸钠的第一液体并使碳酸氢钠沉积在至少部分矿石面上；在发生所述矿石溶解阶段(a)的相同空腔中进行空腔清洗阶段(b)，以使至少部分所述沉积的碳酸氢钠从所述矿石面中被去除，所述清洗阶段(b)包括将至少部分所述沉积的碳酸氢钠原位溶解并任选地将来自该矿石面的至少部分矿石原位溶解到第二水性溶剂中以形成包含碳酸钠的第二液体，所述第二水性溶剂具有选自pH、氢氧化物浓度、温度、以及它们中两个或更多个的任何组合的参数，优选表面参数，其具有比所述溶解阶段(a)中使用的第一水性溶剂更高的值；并且重复所述矿石溶解阶段(a)。

【技术特征摘要】
2011.12.23 US 61/579,652;2011.12.23 US 61/579,6541.一种用于从地下矿石地层的至少一个空腔中回收碱值物质的方法，所述矿石包含天然碱和/或碳氢钠石，所述方法包括: 在至少一个空腔中进行矿石溶解阶段(a)，所述矿石溶解阶段包括:将来自所述空腔的一个矿石面的至少一部分矿石原位溶解到第一水性溶剂中以形成包含碳酸钠的第一液体并使碳酸氢钠沉积在至少部分矿石面上； 在发生所述矿石溶解阶段(a)的相同空腔中进行空腔清洗阶段(b)，以使至少部分所述沉积的碳酸氢钠从所述矿石面中被去除，所述清洗阶段(b)包括将至少部分所述沉积的碳酸氢钠原位溶解并任选地将来自该矿石面的至少部分矿石原位溶解到第二水性溶剂中以形成包含碳酸钠的第二液体，所述第二水性溶剂具有选自pH、氢氧化物浓度、温度、以及它们中两个或更多个的任何组合的参数，优选表面参数，其具有比所述溶解阶段(a)中使用的第一水性溶剂更高的值；并且重复所述矿石溶解阶段(a)。2.根据前述权利要求所述的方法，其中所述第二水性溶剂包含在所述溶解阶段(a)中使用的至少部分第 一水性溶剂。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第二水性溶剂是通过以下方式非原位形成的:添加蒸汽；添加温度高于第一水性溶剂的热流；和/或添加碱，如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化铵、氢氧化镁、或它们中两种或更多种的任何组合，优选地，含氢氧化钠和/或氢氧化钙的溶液，至所述溶解阶段(a)中使用的至少部分所述第一水性溶剂中，所述非原位形成是在将通过如此形成的第二水性溶剂注入空腔中以开始清洗阶段(b)之前进行。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括:使从所述空腔中抽出的第一或第二液体的至少一部分通过至少一个电渗析装置以产生含氢氧化钠的溶液，所述含氢氧化钠的溶液提供至少部分所述第二水性溶剂。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括使从所述矿石空腔中抽出的第一液体的至少一部分再循环而被包括在溶解阶段(a)中的第一水性溶剂中；和/或还包括使从所述矿石空腔中抽出的第二液体的至少一部分再循环而被包括在空腔清洗阶段(b)中的第二水性溶剂中。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第二水性溶剂的参数选择为具有比所述第一水性溶剂的参数更高的值以使第二液体中的碳酸氢钠浓度维持在按重量计3.5%以下、优选按重量计...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·D·菲利普，A·范登多伦，
申请(专利权)人：索尔维公司，
类型：发明
国别省市：