[发明专利]一种由利用纯碱废液开采井矿盐获得的高钙卤水制备氯化钙产品的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由利用纯碱废液开采井矿盐获得的高钙卤水制备氯化钙产品的方法，具体是指用氨碱废水为原料，利用井矿盐采卤技术及矿山地下溶采的高钙卤水和氯化钙母液澄清装置及独特的工艺技术，生产氯化钙浓缩液及固体氯化钙的方法，即利用纯碱废液在地下矿山水溶开采出高钙卤水生产氯化钙浓缩液及固体钙的工艺及方法。

背景技术

纯碱：Na₂CO₃，俗称苏打。有1、7、10三种水合物。分子量：106。分类：轻质纯碱、重质纯碱、食用碱。用途：纯碱是重要的化工原料，主要用于玻璃、化工、洗涤剂、造纸、食品加工等，其年产量和用量在很大程度上反映一个国家化学工业的发展水平。生产方法：天然碱法、联碱法、氨碱法等。

天然碱矿在世界上主要有三大产区：北美西部、亚洲北部和非州东部。我国内蒙古博源和河南天棚发现贮有天然碱，美国天然碱蕴藏最丰富。天然碱直接加工制碱成本较低、污染小。

联合制碱法(又称侯氏制碱法)它是我国化学工程专家侯德榜(1890～1974)于1943年创立的。是将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来，同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。原料是食盐、氨和二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。其最大的优点是使食盐的利用率提高到96％以上，应用同量的食盐比氨碱法生产更多的纯碱。另外它综合利用了氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子，同时，生产出两种可贵的产品——纯碱和氯化铵。联碱法纯碱生产在我国占有较大比重，其优点在于通过联产氯化铵解决了氨碱法的废液排放问题，但副产的氯基化肥受适用局限性的限制，其销售市场问题随产量的增加日益严峻。

氨碱法(又称索尔维法)它是比利时工程师苏尔维(1838～1922)于1892年发明的纯碱制法。他以食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气为原料来制取纯碱。其优点是：原料(食盐和石灰石)便宜；产品纯碱的纯度高；副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；制造步骤简单，适合于大规模生产。是国内外纯碱生产的主要方法，但氨碱法的最大缺点是原料食盐的利用率只有72％～74％，其余的食盐都随着氯化钙溶液作为废液被抛弃了，采用氨碱法生产纯碱，每吨产品要排放9～10m³的蒸馏废液，其中含有3％左右的固体废渣，废液中含有10％左右的氯化钙，5％左右的氯化钠，由于产量大，废液排放量大，难于实现彻底治理，因此，氨碱法纯碱生产技术的改造成为世界性的难题。

目前氨碱法生成纯碱的废液废渣量大，对环境造成污染，且废液中含有一定量的氯化钙、氯化钠等物质，资源浪费严重。随着人们认识的进步和对环保的要求，对纯碱废液废渣进行处理和综合利用，主要有：

一是，直接蒸馏废液制备氯化钙。如中国专利(申请号为201110047883.8)《一种利用氨碱滤过母液制备氯化钙溶液的工艺方法》，即是将滤过母液经过母液蒸馏生成脱氨母液，脱氨母液三效蒸发、分离制得氯化铵饱和溶液，然后在反应器中氯化铵饱和溶液和石灰粉反应，生成氯化钙溶液，最后对氯化钙溶液进行净化，制得成品氯化钙溶液。如中国专利申请(申请号为200710139305.0)《由氨碱法废液直接生产无水球状氯化钙的方法》，即是利用蒸馏废液而制备氯化钙。

二是，废液经过滩晒增浓的蒸馏废液为原料，蒸发浓缩生产氯化钙产品。如中国专利申请(申请号为200710139304.6)《由氨碱法废液直接生产氯化钙的方法》，即是氨碱废液经露天蒸发，最终浓度达到15％左右，再送至预热器预热到70℃左右，进行循环蒸发、增浓、分离，使钙液浓缩成成品。

三是，还有是废液回到自身制碱系统加以利用，如中国专利申请(申请号为00130228.0)《一种纯碱生产工艺》，是将蒸氨母液(蒸氨母液是指滤过母液进入蒸馏塔后所形成的母液)中的氯化钙与水蒸汽反应生成HCL和CaO、HCL作为联合产品分出，纯净的氧化钙返回蒸氨系统。

从上面的的介绍可以看到，蒸馏废液净化后直接蒸发，由于其含氯化钙浓度低，蒸汽消耗量大，成本高；蒸馏废液经过滩晒可以将氯化钙浓度提高到15％，但需要较大的滩晒场地和废液的往返输送，随着用地日益紧张，获得滩晒后高浓度钙液原料越来越困难；废液回收到自身制碱系统加以利用此法虽然解决了废液的利用问题，但是却不能制备氯化钙。还有目前需要处理的氨碱废液数量巨大，加上环境条件的制约，处理利用成本的限制，虽然上述技术得到一定的应用，但处理利用氨碱废液数量较少，大部分氨碱废液还是被排放掉。尤其是水资源、岩盐资源和氯化钙资源、废液都没有达到规模化，综合利用，资源浪费较严重。