钠硝矿石制备NaNO₃多级浸取液循环利用工艺的制作方法

专利名称：钠硝矿石制备NaNO₃多级浸取液循环利用工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用对预处理后钠硝矿石浸取NaN03成分过程中浸 取液以及洗涤液循环利用工艺技术，尤其是钠硝矿石制备NaN03多级浸 取液循环利用工艺。
二背景技术：
硝石矿物的开发利用技术正在受到重视，硝石矿物中的盐类，主要 是NaN03、 NaCl和化2304等，均易溶于水，它们各自在水中的溶解度随 温度的变化，如其中硝酸钠NaN(M乍为大宗工农业原材料应用十分广泛。 硝酸钠在农业上用作肥料，特别适用于果壳类作物，块根作物，如甜菜、 萝卜等。同时也是制造硝酸钾、炸药、苦味酸、染料等的原料；也用作 玻璃生产的消泡剂、脱色剂、.澄清剂及氧化助熔剂；搪瓷工业用作氧化 剂和助熔剂，用于配制珐琅粉；机械工业用作金属清洗剂，配制黑色金 属发蓝剂；冶金工业用作铝合金热处理剂；轻工业用作烟草助燃剂；医 药工业用作青霉素的培养基；还可用作熔融烧碱的脱色剂。此外，还可 作为冷冻剂、肉类罐头的发色剂等。目前我国的硝酸钠由于受资源所限, 产量较小，以工业用途为主。其生产工艺路线归纳起来有两种 一种是 矿石浸取后，卤水加热蒸发，过滤分离氯化钠、硫酸钠后，再冷却结晶 制取硝酸钠，此工艺流程的缺点是能耗高、生产成本高、产品质量低； 另一种是日晒蒸发流程，即矿石破碎、浸滤，卣水送盐田日晒蒸发，分 离后所得粗盐送精加工车间生产硝酸钠，此工艺路线的优点是充分利用太阳能，并有利于低品位矿石的开发利用，但耗水量大。目前较为先进
的技术在于对于处理后的硝石矿料进行浸取、冷析出含NaN03初产品， 而由于浸取和洗涤工艺一般需要大量消耗水资源，而且还存在即时进行 复杂的处理进化后排出生产废水仍然会对环境造成较大影响，这正是公 知技术中已引起注意的普遍问题。
三
发明内容
本发明的发明目的在于，提出一种能够更加充分利用水资源，实现 节约用水及减少废水排放的生产用水循环利用技术，即钠硝矿石制备 NaN03多级浸取液循环利用工艺。
本发明的发明目的通过以下措施实现，对预处理后的矿石浸取，浸 取液经过冷析结晶后的液体返回再次用于下一级浸取。
本发明由于循环利用浸取液等工作液体，废水排放量较少，即使是 最后一级产品洗液， 一般可以排放到盐田蒸发并浓縮后再循环利用；该 工艺充分利用洗液和冷析液，耗水少，废水排放量较少，同时减少了尾 液排放盐田，以减少盐田修建面积，减少了投资，降低了生产成本，工 艺简明，易于实施。
四

图1是本发明实施例1工艺水循环利用示意图
五具体实施例方式
实施例1:洗涤矿渣后洗液用于对预处理后的矿石浸取，浸取液经 过冷析结晶后的液体返回再次用于下一级浸取。冷析结晶后的固体析出 物经离心分离得初产品经洗液洗涤提高纯度，洗涤后液体用于浸取。硝石矿经破碎至一定粒度(粒径2cm以下)后，固体矿石和粉矿一起 装填至浸取洗涤塔中，用含NaNO3350g/l的浸取液在浸取洗涤塔中，于 5(TC条件下进行多级逆流浸取，获得含NaNO3470g/1的浸取完成液送低 温分离工段进行冷却至5'C析盐，分离洗涤、干燥产出硝酸钠产品，冷 析单程产率为25~32%,产品含NaN0398. 7%,含NaNO3350g/l分离母液 送回浸取工段再进行矿石的循环逆流浸取。浸取后的矿渣经洗涤后其硝 酸根的含量小于0. 5%，达到了矿渣排放要求。
从Na7/N0r、C厂、S0广一H20四元水盐体系及多温溶解度数据可知 NaN03、 NaCl和D盐(NaN03 . Na2S04 . H20 )三相共饱点卣水中，Na亂的 含量远远大于NaCl和化2304的含量。这种趋势随着温度的升高而加剧。 例如50。C时该三相共饱点卤水含NaN03高达40. 21%, NaCl为9.78%, Na2S0^只有1.62°/。，由此可推断钠硝石矿在浸取过程中，矿石中NaN03 几乎可全部溶于浸取液中，而矿石中NaCl和化2304只有少部分溶于浸 取液中。在浸取过程中，随着浸取的进行，当浸取液中硝酸钠的浓度上 升到一定水平时，开始浸取阶段溶解并进入溶液中的NaCl和Na2S04由
于盐析作用又将析出，并留在固体矿渣中。
实施例2:从矿山开釆的含NaN03约6"/。的钠硝石20. 754吨，用载重
汽车运至破矿场用鄂式破碎机破碎一筛分一破碎至粒径《"mm，散失矿 石粉尘0. 042咱，再用手拉推斗车将于处理后的粉碎矿石20. n2吨运 送至移动斗式提升机内，经提升机将破碎好的矿添加至浸取槽顶部，再 用浸取液浸取，每槽浸取5次，洗涤三次，每槽的第一次洗液用作下一 槽的第五次浸取液，最后一次洗涤用清水洗涤。以淡水3.512 13，洗涤矿渣，矿渣洗液3.65 13，用作浸取液，洗涤后矿渣19.474吨外排，浸取完 成液9. 073 口屯经冷析结晶，冷析后液体6. 831吨引回进行下一级浸取， 冷析结晶后的固体析出物经离心分离得初产品即粗硝酸钠1.173吨，经 0.059 m3洗液洗涤提高纯度得较纯的硝酸钠1.09吨，干燥后得纯度干 基的质量分数98%的1吨硝酸钠NaN03，洗涤后液体0. 142 1113返回用于 浸取。
矿石中NaN03在溶解于浸取液时属吸热反应，NaN03溶解热为 21.06KJ/mol,加热有利于矿石中NaN03的溶解浸出。因此在较高的温度 下进行浸取，可使矿石中的NaN03尽可能多的溶于浸取液中，当浸取液 中NaN03含量达到适当浓度后，将浸取液进行冷析结晶产出NaN03产品。 当浸取液中NaN03> 450g/l，用管道泵将浸取液抽送至冷析槽冷却至5 。C后离心固液分离出硝酸钠初产品，初产品袋装封好运送至库房备用， 分离后的母液返回临时储槽加热至5(TC左右进入浸取工段。
将冷析液或浸取液加热到50 55。C后进槽进行逆流浸取,为保证新 的浸取槽的温度，冷析液或浸取液进入新装矿的槽子前加热温度应达到 55~60°C,每槽浸取5次，每次浸取须浸取10小时，共浸取50小时， 每次浸取液控制在7. 01113左右，最后一次浸取完成时，不再进卤，从浸 取槽底部排出全部卤水，该槽即进入洗涤阶段。当浸取液中的NaN03的 含量达到450 g/1以上时，该浸取液排出浸取系统进入冷析系统。
每个浸取槽浸取5次后进入洗涤阶段，共洗涤3次，每次洗涤浸渣 IO小时，每槽第一次洗涤液作为下一槽的第5次浸取原液，第二次洗涤 液作为下一槽的第一次洗水，第三次洗涤液作为下一槽的第二次洗水，第三次用清水洗涤，浸泡10小时后从浸取槽底部排出通过地沟流入尾 液储槽。
将来自浸取过程中的高浓度卤水(NaNO3的含量达450g/1以上)即 浸取完成液泵入冷析槽中，启动冷冻机组和搅拌机，控制冷析槽中物料 温度在5士rC范围，待物料温度达到5。C后再恒温冷析6小时，再将物
料从冷析槽出料阀排出进行离心分离。固、液相分别取样分析，液相即 进入浸取阶段。
控制浸取温度在50。C 55X:之间，随浸取级数的增加，NaN03浓度 明显变大， 一般情况下，当浸取级数为2~3时，浸取液中Na冊3的浓度 可以达到450g/l以上即能满足冷析对浸取完成液的要求，每槽浸取到 第4~5次时，NaN03的浓度接近浸取完成液冷析后的分离母液的浓度 350g/l ;通过浸取5次，洗涤三次，最后一次用清水洗涤，控制清水 用量为3. 5m3左右，其尾液中NaN03浓度达到排空要求，矿渣不必再洗涤； 对每一个浸取槽而言，在浸取和洗涤过程中，浸取液中NaN03的浓度随 浸取、洗涤过程依次有规律的减小，NaCl和Na2S04含量依次增加。
矿渣通过洗涤后，浸取矿渣中NOr为0.44%,小于O. 5%,达到排放 的要求；在保证浸取矿渣达到排放的要求的条件下，减少洗水用量，控
制洗水量为3.5m3左右，减少或尽量避免尾液的排放。
在洗涤产品时，用淡水洗涤，不可避免地要溶解一部分NaN03,因 此，洗涤产品时，采用饱和硝酸钠溶液(5'C)作为淋洗液，将离心分离 后的硝酸钠产品洗涤三次。本发明实施例废水排放量较少，主要是多余的第三次洗液， 一般可
以排放到盐田蒸发并浓缩后再循环利用；该工艺充分利用洗液和冷析 液，耗水少，废水排放量较少，同时减少了尾液排放盐田，以减少盐田 修建面积，减少了投资，降低了生产成本。
权利要求
1、钠硝矿石制备NaNO3多级浸取液循环利用工艺，其特征在于，对预处理后的矿石浸取，浸取液经过冷析结晶后的液体返回再次用于下一级浸取。
2、如权利要求l所述的钠硝矿石制备NaN03多级浸取液循环利用工 艺，其特征在于，洗涤矿渣后洗液用于对预处理后的矿石浸取，浸取液 经过冷析结晶后的液体返回再次用于下 一 级浸取，析结晶后的固体析出 物经离心分离得初产品经洗液洗涤提高纯度，洗涤后液体用于浸取。
3 、如权利要求1所述的钠硝矿石制备NaN03多级浸取液循环利用工 艺，其特征在于，从矿山开釆的含NaN03约6%的钠硝石20. 754 p屯，用 载重汽车运至破矿场用鄂式破碎机破碎一筛分一破碎至粒径《20mm，散 失矿石粉尘0. 042吨，再用手拉推斗车将于处理后的粉碎矿石20. 712 吨运送至移动斗式提升机内，经提升机将破碎好的矿添加至浸取槽顶 部，再用浸取液浸取，每槽浸取5次，洗涤三次，每槽的第一次洗液用 作下一槽的第五次浸取液，最后一次洗涤用清水洗涤。以淡水3.512m3， 洗涤矿渣，矿渣洗液3. 65 1113,用作浸取液，洗涤后矿渣19. 474 p屯外排， 浸取完成液9. 073吨经冷析结晶，冷析后液体 6.831吨引回进行下一级 浸取，冷析结晶后的固体析出物经离心分离得初产品即粗硝酸钠1.173 吨，经0. 059 013洗液洗涤提高纯度得较纯湿硝酸钠1.09吨，干燥后得 纯度干基的质量分数98%的1吨硝酸钠NaN03，洗涤后液体0. 142 1113返 回用于浸取。
全文摘要
钠硝矿石制备NaNO₃多级浸取液循环利用工艺，涉及一种利用对预处理后钠硝矿石浸取NaNO₃成分过程中浸取液以及洗涤液液循环利用工艺技术，对预处理后的矿石浸取，浸取液经过冷析结晶后的液体返回再次用于下一级浸取。由于循环利用浸取液等工作液体，废水排放量较少，即使是最后一级产品洗液，一般可以排放到盐田蒸发并浓缩后再循环利用；该工艺充分利用洗液和冷析液，耗水少，废水排放量较少，同时减少了尾液排放盐田，以减少盐田修建面积，减少了投资，降低了生产成本，工艺简明，易于实施。
文档编号C01D9/00GK101306823SQ20071010831
公开日2008年11月19日 申请日期2007年5月15日 优先权日2007年5月15日
发明者刘利鹏, 茆晓宝, 郝建委, 建 顾 申请人:新疆硝石钾肥有限公司