[发明专利]利用井下脱硝工艺制备低钙镁精制盐的方法

说明书

技术领域

本发明属于盐产品领域，特别涉及一种利用井下脱硝工艺制备低钙镁精制工业盐的方法。

背景技术

按照盐的原料来源，盐主要分为海盐、井矿盐。近年来，由于大量海盐滩涂资源被征用，海盐生产不断萎缩，而井矿盐随着岩盐资源的不断发现而快速发展，井矿盐占全国产盐总量的比例不断攀升，已超过50％。我国井矿盐资源丰富，主要分布在四川、云南、湖北、湖南、江西、江苏等省。淮安地区是江苏省主要的井矿盐产区，地下岩盐储量丰富，岩盐属于硫酸钠型矿卤。淡水注井开采出的矿卤中氯化钠含量约为295—305g/l，硫酸钠含量约为20-22g/l，硫酸钙含量约为1.1g/l，硫酸镁约为0.3g/l。

随着我国经济的发展和工业化进程的持续进行，工业盐特别是面向烧碱企业的工业盐需求不断扩大。由于环保压力的不断增大和国家对节能降耗的要求，离子膜制烧碱取代隔膜法制烧碱是当今烧碱技术发展的必然趋势。此种工艺技术相比隔膜法制烧碱技术对原料盐中的杂质特别是Ca²⁺、Mg²⁺含量要求更为严格，电解前需对盐水进行一次化学精制、二次树脂精制，使得盐水中Ca²⁺、Mg²⁺含量达到0.02mg/l的进槽要求，除杂工艺复杂，且费用较高，约占烧碱成本的40％。因此，随着离子膜制碱逐渐成为生产烧碱的主流技术，氯碱企业迫切需要高品质精制盐，尽可能降低原盐中Ca²⁺、Mg²⁺含量。

为了得到高品质精制盐，尽可能降低原盐中的Ca²⁺、Mg²⁺含量，就要从制盐工艺的源头和末端对Ca²⁺、Mg²⁺含量进行控制，即优化卤水净化和制盐母液处理的效果。有文献报道，未经净化处理的原料卤水直接制盐，不但会降低设备的换热效率，增加制盐能耗，而且影响盐产品的品质。因此如何做好原料卤水的净化是首要考虑的问题。

对含有Ca²⁺、Mg²⁺杂质的硫酸钠型原料卤水传统的净化方法都是在地面上进行的，主要有三种净化工艺方法：石灰—纯碱法、烧碱—纯碱法及石灰—烟道气法。这三种方法的原理大同小异，都是利用OH-、CO₃^2-分别去除Mg²⁺和Ca²⁺，不同之处在于净化药剂来源、设备投资、生成的钙镁泥量处理方式的不同带来的净化成本不同。

《卤水净化与钙镁提纯利用研究》中对这三种方法的净化成本进行了比较：烧碱—纯碱法基本建设投资少，工艺流程简单，净化成本适中；石灰—纯碱法基本建设投资较高，工艺流程简单，净化成本适中；石灰—烟道气法基本建设投资高，工艺流程复杂，净化成本较低。综合考虑基建投资、运行费用、净化成本等实际情况，硫酸钠型卤水除钙镁工艺应采用“石灰—烟道气”法。

由于卤水净化是整个井矿盐生产的关键环节，为下一步蒸发制盐奠定了坚实的基础，卤水净化的效果将直接影响盐产品的质量，如何改进卤水净化工艺以提高卤水质量，不少技术人员对影响卤水质量的主要因素以及改进工艺进行了一些研究和探讨。影响卤水净化Ca²⁺、Mg²⁺效果的主要因素有卤水中Ca²⁺/Mg²⁺、卤水净化过程中的pH值、搅拌速度、沉降时间、过碱量等。

(1)Ca²⁺/Mg²⁺的影响。除镁过程中生成的Mg(OH)₂粒径小，沉降速度缓慢，而除钙过程中形成的CaCO₃粒径较大，沉降速度较快，可以作为Mg(OH)₂的结晶核，使细小的Mg(OH)₂吸附在CaCO₃晶核表面，成为团状结晶，从而加快Mg(OH)₂的沉降速度。《盐水净化工艺研究》中指出，一般认为Ca²⁺/Mg²⁺大于1时，生成的CaCO₃偕同Mg(OH)₂絮状沉淀一起下沉，沉淀效果好，当Ca²⁺/Mg²⁺小于1时，生成的CaCO₃不能完全夹带Mg(OH)₂一起下沉，从而影响沉淀效果。《芒硝型和盐型卤水两碱法除钙镁的实验研究》也指出，卤水中的钙镁比例越大，钙镁离子的净化效果越好。