本发明专利技术提供了一种硝水深度净化副产高纯硫酸钙的方法，其特征是：向硝水中加入石灰乳，生成氢氧化镁沉淀，加入1～5ppm的絮凝剂，静置2～6h，沉降分离；澄清液加入磷酸，调节溶液的pH至为9.5～12，生成磷酸钙沉淀，然后加入1～5ppm的絮凝剂，静置2～6h，沉降分离，上清液为纯净的硝水溶液，滤渣为磷酸钙；用浓硫酸处理滤渣磷酸钙，生成磷酸和硫酸钙，压滤，滤液为磷酸，用于下一批物料钙离子的去除工序；滤渣用清水洗涤至中性，干燥，得到高纯度硫酸钙。本发明专利技术的方法采用廉价的石灰和硫酸对硝水深度净化，得到纯度高的硝水和高纯度硫酸钙，工艺简单，成本低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种芒硝(Na2SO4)生产过程硝水深度净化去除钙、镁杂质，并副产高纯硫酸钙的方法，属于化工领域。
技术介绍
我国有90%以上的无水芒硝是由蕴藏量极为丰富的天然芒硝矿为原料制造，粗硝水除了主要成份Na2SO4外，还含有；Na2C03、NaHC03、NaCl、CaSO4, MgSO4, MgCl等化学杂质及机械杂质。在蒸发制硝过程中，随着硝水温度的提高，晶体微粒较小的物质，如CaSO4, CaCO3,Mg(OH)2等的析出，析出的物质在硝水输送、预热、蒸发过程中形成氢氧化镁、碳酸钙和硫酸钙，并在输送管路和蒸发罐加热管壁上结垢。结垢后的主要危害有:(I)加热管内壁结垢后，加热效果下降，能耗上升，严重时要停机清洗。据有关资料介绍，水冷设备换热器中结垢厚度为2.16mm时，传热系数平均下降51 %，设备运行效率下降50%。(2)增加换热系统水流阻力，降低硝水流量，使循环泵能耗提高。(3)硝垢附着物下部会发生局部腐蚀甚至破裂和穿孔，严重影响设备安全运行。(4)换热系统在运行中频繁洗罐，需要中断生产运行，增加循环泵与水的能耗，降低生产效率。另外，由于设备结垢，使得生产过程中需要周期性的利用水或酸清洗加热管道和蒸发装置，消耗过多的蒸汽或能源，造成能源的浪费。对硝水实施净化处理成为各制硝企业节能降耗、提高产量和质量所采取的主要技术措施。从硝水溶液除掉可溶性钙镁杂质，最常用的方法是化学沉淀过滤法。化学沉淀法除镁杂质主要是通过投加OH—离子，在硝水溶液中形成难溶的氢氧化镁沉淀除去，在pH值大于12.5时，Mg2+的浓度为I X 10_5mol/L。化学沉淀法除钙杂质主要是通过投加CO广，or, F_，PO43-等在硝水溶液中形成难溶盐过饱和状态，使钙杂质与上述离子形成沉淀进而除去。原理如下:C032>Ca2+ = CaCO32P043>3Ca2+ = Ca3 (PO4) 2钙的难溶化合物主要有Ca3 (PO4) 2、CaCO3、CaSO4等，在25 °C的溶度积分别为2.0X 10_29、2.8X 10_9、3.16 X 10' 折算为钙的溶解度，Ca3 (PO4) 2 最小，CaCO3 次之，CaSO4 最大。因此，用Na3PO4作除钙剂，除钙最彻底。但鉴于Na3PO4价格昂贵，通常采用纯碱(Na2CO3)、小苏打(NaH CO3)、二氧化碳等作除钙剂。目前，国内外制硝或盐硝联产企业一般采用烧碱-纯碱法硝水净化工艺，该工艺基本建设投资少，工艺流程简单，但是由于烧碱、纯碱价格的上涨，硝水净化成本也随之上涨。另外，一般企业控制硝水净化处理指标钙、镁含量都高于20mg/L，有的企业达到90mg/L，处理成本在30至60元/吨硝之间。而处理后的硝水中仍含有少量Ca2+，Mg2+离子，仍然存在着结垢的因素。硫酸钙可用作水泥原料，用作水泥阻滞剂，硫酸钙除大量用作建筑材料和水泥原料外，广泛用于橡胶、塑料、肥料、农药、油漆、纺织、食品、医药、造纸、日用化工、工艺美术、文教等部门。油漆和造纸工业中用作填充剂。农业上用作化肥，能降低土壤碱度、改善土壤性能。还用作番茄、土豆罐头中的组织强化剂、酿造用水的硬化剂、酒的风味增强剂等。建材、水泥生产用可制作各种模型，医疗上用作石膏绷带。此外，还可用于调节水泥的凝结时间，作油漆用的白色颜料、纸张的填料和抛光粉，也是一种常用的干燥剂。也用于冶金和农业等方面。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种硝水深度净化处理成本低、去除钙、镁离子效果好的工艺。特别是采用石灰-硫酸法对含有钙镁离子的硝水进行深度净化处理，除钙剂磷酸在净化体系中循环使用，副产高纯硫酸钙的工艺，符合循环经济生产要求。本专利技术的硝水深度净化副产高纯硫酸钙新工艺，包括如下工序:(I)镁离子的去除:硝水中加入石灰乳，使石灰乳液中的氢氧化钙与硝水中的镁离子反应，生成氢氧化镁沉淀，除去硝水中的镁离子。过量的氢氧化钙将硝水中的硫酸钠苛化成氢氧化钠，石灰乳液加入量使溶液中的氢氧化钠浓度为1.5 2.5g/L，常温反应0.5 I小时，然后加入I 5ppm的絮凝剂，静置2 6h，沉降分离，沉淀回收生产镁盐、钙镁肥或者经泵打回到矿山压井。(2)钙离子 的去除:将(I)工序得到的上清液加入磷酸，使之与硝水中苛化产生的氢氧化钠反应生成磷酸三钠，磷酸三钠再与硝水中的钙离子反应生成磷酸三钙沉淀，除去硝水中含有的钙离子，调节溶液pH为9.5 12，然后加入I 5ppm的絮凝剂，静置2 6h，沉降分离，上清液为为净化的硝水溶液，滤洛为磷酸隹丐；(3)硫酸钙的生产和磷酸再生:将工序(2)得到的滤渣用清水调成固含量为10 20%的浆状物，然后搅拌下加入98%的浓硫酸，浓硫酸的加入量与滤渣中磷酸钙的摩尔比为3 3.05: 1，搅拌反应2h然后压滤；滤液为磷酸，用于下一批物料钙离子的去除工序；用清水洗涤滤渣至PH至为接近7，干燥，得到高纯硫酸钙。所述的絮凝剂为聚丙烯酰胺或聚丙烯酸钠。因絮凝剂为高分子化合物，直接投入使用会因为溶解缓慢而影响絮凝效果，因此使用前需把絮凝剂配成0.5 2%的水溶液再使用。本专利技术所述的硝水深度净化副产高纯硫酸钙新工艺，适合用于Na2SO4型天然井矿盐卤水沉镁除I丐的净化过程。本专利技术的硝水深度净化去除钙、镁杂质是采用石灰-硫酸法的原理是:硝水中加入石灰乳，石灰乳中的氢氧化钙与硝水中的镁离子(Mg2+)反应，生成氢氧化镁沉淀，除去硝水中的镁离子(Mg2+);过量的氢氧化钙与硝水中的硫酸钠(NaSO4)反应，生成氢氧化钠和微溶于水的硫酸钙，沉降分离，此时，上清液中只含有钙离子，加入磷酸，使之与硝水中苛化后产生的氢氧化钠反应生成磷酸三钠，磷酸三钠再与硝水中的钙离子(Ca2+)反应生成磷酸三钙(Ca3(PO4)2)沉淀，除去硝水中含有的钙离子(Ca2+);沉降分离，上清液是已除去钙、镁离子的净化硝水。得到的磷酸三钙Ca3(PO4)2沉淀用硫酸处理，生成硫酸钙和磷酸，压滤，得到的磷酸返回用作除钙剂，用于与硝水中苛化后的氢氧化钠反应生成磷酸三钠，因此磷酸是循环使用的，硝水深度净化处理只是消耗廉价的石灰和硫酸。反应方程式如下:Ca (OH) 2+Mg2+ = Mg (OH) 2+Ca2+ ；Ca (OH) 2+Na2S04 = CaS04+2Na0H3Na0H+H3P04 = Na3P04+3H20；2Na3P04+3CaS04 = Ca3 (PO4) 2+3Na2S04Ca3 (PO4) 2+3H2S04 = 3CaS04+2H3P04本专利技术的优点:1.本专利技术采用廉价的石灰、硫酸做原料，除钙剂磷酸在净化体系中循环使用的方法进行硝水深度净化，同时副产高纯硫酸钙产品，符合循环经济的发展模式。2.本专利技术采用石灰、硫酸做原料，除钙剂磷酸在净化体系中循环法处理硝水，处理后的硝水无镁离子(Mg2+)、钙离子(Ca2+)O 2ppm，全部处理成本为20元/吨硝水以下，工艺简单，成本低，净化效果好，得到的硝水纯度高。附图说明图1是本专利技术硝水深度净化副产高纯硫酸钙工艺的工艺流程图。如图1所示，本专利技术硝水深度净化副产高纯硫酸钙工艺是这样的: 首先在一级反应桶中加入消化的石灰乳，反应除去镁离子后经过沉降分离，回收沉淀的氢氧化镁和硫酸钙可以作为肥料添加剂或用本文档来自技高网...
【技术保护点】
硝水深度净化副产高纯硫酸钙的方法，其特征在于，包括如下工序：(1)镁离子的去除：硝水中加入石灰乳，使石灰乳液中的氢氧化钙与硝水中的镁离子反应，生成氢氧化镁沉淀，除去硝水中的镁离子，过量的氢氧化钙将硝水中的硫酸钠苛化成氢氧化钠，石灰乳液加入量使溶液中的氢氧化钠浓度为1.5～2.5g/L，常温反应0.5～1小时，然后加入1～5ppm的絮凝剂，静置2～6h，沉降分离，沉淀回收生产镁盐、钙镁肥或者经泵打回到矿山压井；(2)钙离子的去除：将(1)工序得到的上清液加入磷酸，调节溶液pH为9.5～12，生成磷酸钙沉淀，然后加入1～5ppm的絮凝剂，静置2～6h，沉降分离，上清液为净化的硝水溶液，滤渣为磷酸钙；(3)硫酸钙的生产和磷酸再生：将工序(2)得到的滤渣用清水调成固含量为10～20％的浆状物，然后搅拌下加入98％的浓硫酸，浓硫酸的加入量与滤渣中磷酸钙的摩尔比为3～3.05∶1，搅拌反应2h，过滤；滤液为磷酸，用于下一批物料钙离子的去除工序；用清水洗涤滤渣至中性，得到高纯硫酸钙。
【技术特征摘要】
1.硝水深度净化副产高纯硫酸钙的方法，其特征在于，包括如下工序: (1)镁离子的去除:硝水中加入石灰乳，使石灰乳液中的氢氧化钙与硝水中的镁离子反应，生成氢氧化镁沉淀，除去硝水中的镁离子，过量的氢氧化钙将硝水中的硫酸钠苛化成氢氧化钠，石灰乳液加入量使溶液中的氢氧化钠浓度为1.5 2.5g/L，常温反应0.5 I小时，然后加入I 5ppm的絮凝剂，静置2 6h，沉降分离，沉淀回收生产镁盐、钙镁肥或者经泵打回到矿山压井； (2)钙离子的去除:将(I)工序得到的上清液加入磷酸，调节溶液pH为9.5 12，生成磷酸钙沉淀，然后加入I 5ppm的絮凝剂，静置2 6h，沉降分离，上清液为...
【专利技术属性】
技术研发人员：何京明，
申请(专利权)人：何京明，
类型：发明
国别省市：
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