[发明专利]制备盐的方法

说明书

本发明涉及一种由含至少100g/l氯化钠和污染量多价阳离子的含水盐溶液起始制备盐的方法。 

在含至少100g/l天然源的氯化钠的含水盐溶液中，存在大量阴离子和阳离子，通常为钾离子、溴离子、硫酸根、钙离子、镁离子、锶离子、铁离子、铝离子、钡离子、氟离子、碘离子和碳酸氢根。在制备盐的方法和盐为粗原料制备产物的方法中，要除去大部分这些阴离子和阳离子。时至今日，除了通过包括将大量苏打和NaOH浓溶液加入含水盐溶液中并使溶液经受多重絮凝和沉淀步骤的方法外，通常不可能从含水盐溶液中除去多价离子如Ca²⁺、Mg²⁺、Sr²⁺、CO₃^2-、SO₄^2-到显著的程度。其后，通常使含水盐溶液经受多效蒸发过程以制备盐。盐水提纯过程的现有技术方法必须作为上述多级方法进行，换句话说，结垢在蒸发器系统中发生。由于这种结垢特别，蒸发器的传热能力降低。得到的相对纯的盐可作为并形成适合其他方法的粗原料销售，这些方法的主要之一为制备含氯化合物如氯气。 

上述问题不仅归咎于已存在于氯化钠源中的多价离子。由于节约成本，越来越多地使用地表水代替井水用来溶解氯化钠源以制备盐水，并且如通常所知，地表水也含许多杂质。天然杂质与与人类活动有关的杂质之间可能有区别。天然杂质可例如为包括重金属的无机物和有机原料如腐殖酸、灰黄霉酸，和细胞碎片；以及硝酸盐。作为人类活动的结果而存在于地表水中的杂质的性质和水平将取决于具体的水源。通常，存在有机物、多价离子杂质如重金属离子，和/或多价盐。选择地表水作为给水导致额外的缺点：部分存在于给水中的有机物可干扰絮凝和沉淀提纯步骤，其结果是导致在盐水中多价离子量的增加。已发现尤其是给水中有机原料，通常为灰黄霉酸、腐殖酸或其衍生物，微生物或细胞碎片的存在引起这种不想要的影响。此外，部分存在于水中的有机原料可作为盐中的污染物存在。结果，盐的TOC(总有机碳)水平可不想要地变高。尤其当盐要用于电解目的时， 这是极不想要的。 

部分刚才所提到的问题可通过在盐的制备过程中结合额外的提纯步骤，例如除苏打提纯外配置盐水过滤而解决。然而，这种制备提纯的盐的现有技术方法包括许多均要求大反应器和沉降器的步骤，因此降低了经济吸引力。此外，这种配置的投资成本高。还需要大量不想要的化学品如苏打和苛性碱。此外，不具有任何额外提纯步骤的现有技术方法要求不太重污染的含水盐溶液作为起始原料，因为已很清楚包含大量杂质的含水盐溶液不可能使用现有技术方法而提纯到足够的程度。 

因此，市场上需要一种起始于含至少100g/l氯化钠的含水盐溶液，更尤其是盐水而制备盐的方法，该方法更简单并且不需要一系列大反应器和加入大量化学品，其中除井水外，其他给水如地表水可用来溶解盐源，而仍可得到优质盐。另外，如果可更大程度地从含至少100g/l氯化钠的水溶液除去多价离子的话，则这种水溶液可以为更低质量的，即可包含更高量的不想要的多价离子，甚至任选和更高量的有机污染物一起，但将仍适合于制备盐。 

US5,858,240公开了一种氯碱方法，其中将包含至少50g/l氯化钠的盐溶液通过纳米过滤步骤提纯以从中除去不想要的离子并随后通过电解步骤反应成氯气或氯酸钠。所述纳米过滤方法比包括多级沉降步骤的现有技术方法更简单，它也不涉及加入大量化学品。然而，如此文献所公开的钙和镁的保留率仍要提高。尤其是如此参考文献的实施例所证实的，当含水盐溶液中的氯化钠的含量提高时，钙的保留率极大降低，当氯化钠浓度为139.6g/l时，钙保留率为56.3％，当氯化钠浓度提高至288.7g/l时，仅为12.3％。因此，由于更高盐浓度下钙离子与提纯的盐溶液一起穿过纳米过滤膜的(不想要的)通过极大地增加，当盐浓度提高时，从含水盐溶液中除去这些不想要的离子的提纯步骤变得更困难。由于残留在US5,858,240的渗透料流中的多价阳离子的量仍显著，尤其在具有想要的(高)氯化钠浓度的盐水料流中，US5,858,240中所公开的方法不适合于通过简单进行最终浓缩步骤而制备盐。 

GB2，395，946涉及一种通过使溶液经受纳米过滤步骤提纯海水的方 法。将海水送入具有相对于钠离子或氯化物离子，更高排斥硫酸根离子的纳米过滤过程中。随后，将来自纳米过滤过程的渗透物送入热脱盐过程以提高水中的氯化钠浓度。最后，氯化钠在结晶器中沉淀。纳米过滤步骤后得到的渗余物可以排至出口，或可将其送入用于组分如镁、硫酸盐或钙的无机物回收过程。