[发明专利]一种氨碱-联碱循环生产工艺及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种氨碱-联碱循环生产工艺及在大型井矿盐开采上的应用。

背景技术

典型的井矿盐生产工艺过程如图1所示，它包括：用淡水注入盐井中采出饱和卤水，然后蒸发或真空蒸发得到固体盐，并产生作为废料的盐泥。该生产工艺易导致地质隐患。

纯碱工艺是化学工业的基础部分，纯碱生产工艺主要为氨碱工艺、联碱工艺以及天然碱工艺，应用多且生产规模大的化学合成制碱工艺为氨碱法。典型的氨碱法制碱工艺过程，如附图2所示。

氨碱法生产中，每生产1吨纯碱将产生300-350kg的废渣(干基)，主要含碳酸钙、氢氧化镁、氧化钙等，目前氨碱企业一般都是采用外排堆放或倾倒远海的方法处理废渣。而氨碱法每生产1t纯碱会产生8-10m³的废液，其大致成份为：CaCl₂95-115g/l；NaCl 50-51g/l。就氨碱废液利用处理而言，目前世界范围内的氨碱企业大多是采用外排方式处理，即：首先采取措施调节氨碱废液的PH值，达到标准后对外排放。虽然目前环保标准中还没有氨碱废液中氯化钙、氯化钠限排指标，但大量的含盐量较高的氨碱废液的排放还是会对环境造成影响，另外，大量的NaCl、CaCl₂等随废液排放掉是非常可惜的，不但造成了资源浪费，而且不符合现代化企业的要求。

由于需要处理的氨碱废液数量巨大，加上环境条件的制约，以及处理利用成本的限制，因此，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。

中国专利申请200910183644(CN101629484A)公开了一种氨碱废液用于硫酸钠型盐矿注井采卤的资源化利用方法，将氨碱废液直接，或在氨碱废液中加入淡水后，替代淡水注入盐矿井下，溶解岩盐形成矿卤，经自然沉降后，开采出矿卤。该发明将氨碱废液用于硫酸钠型盐矿采卤，利用氨碱废液含CaCl₂和硫酸钠型盐矿的特点，用氨碱废液直接或兑水后注入盐矿井下采卤，得到硫酸钠含量低的高品质卤水，既降低了卤水中的硫酸钠含量，又回收了氨碱废液中的NaCl与CaCl₂，氨碱废液得到了资源化利用，减少了废物的排放。所制得的卤水可以用于真空制盐、卤水制碱、矿卤日晒制盐以及其它化学工业。但是，该方法的工艺中的硫酸根脱除、硫酸钙沉淀过程全部在地下矿井中完成，由于地下情况复杂，矿盐的品位差别大，开采后的卤水质量难以得到保证，开采有效率低，工业化生产难以实现，因此，在控制原料卤水质量，工业化生产容易实现上仍然有待进一步优化，卤水开采的有效率需要进一步提高。

中国专利ZL200710113925.7，公开了电石泥用于氨碱法纯碱生产的方法，采用电石泥排放废气后进行增稠处理，除去电石泥清液，电石泥清液会用于乙炔发生系统，将增稠处理后的电石泥浆料输送至氨碱法纯碱生产工序，调配成Ca(OH)₂浓度为155-165滴度的石灰乳，之后将调制的石灰乳用于氨碱法生产中的氨回收和盐水精制中。

中国专利CN103641139A，公开了一种岩盐或岩盐伴生矿井下卤水脱硝方法，将制碱或其它化工行业残余的氯化钙与采卤注井水混合，然后注入矿井中，将卤水中硫酸钠转化为硫酸钙和有用的氯化钠，硫酸钙饱和后形成晶体直接沉于矿井中。

中国专利ZL102205979B公开了利用硫酸钠型井矿盐的盐、碱和任选的钙产品的联合循环生产工艺，它包括以下步骤：1)、利用氨碱法用卤水制备Na₂CO₃，获得固体碳酸钠，同时产生氨碱废液和氨碱废渣，2)、以上步骤的废液代替淡水被注入硫酸钠型盐矿井下采卤，到高钙卤水；同时在地下留下了溶腔，即盐腔，3)、以上步骤2)的高钙卤水进行真空蒸发，导致结晶，得到固体氯化钠和二水氯化钙，和任选的液体钙产品，和/或3)、以上步骤2)的高钙卤水与高硝卤水按照一定的比例混合，形成硫酸钙沉淀，去除硫酸钙沉淀物，获得低硝卤水；4)、将以上步骤1)生产的废渣注入在步骤2)所形成的地下盐腔，或注入其它通常用淡水注井采卤后所留下的盐腔，其中，所述高钙卤水是指CaCl₂含量为30-120g/L和NaCl含量为100-250g/L的卤水；所述高硝卤水是指NaCl含量为250-320g/L、Na₂SO₄含量为12.5g/L-27g/L以及其它杂质含量<7g/L的卤水；所述低硝卤水是指Na₂SO₄含量为0.1-12g/L和NaCl含量为100-330g/L的卤水。