专利名称：一种脱除卤水硫酸根联产高纯沉淀硫酸钡的方法
技术领域：
本发明涉及一种生产硫酸钡的方法，尤其是利用烧碱生产卤水中的硫酸根离子生产硫酸钡的方法。
背景技术：
在烧碱生产中，盐水中的硫酸根离子一般要求不高于5g/L，过高将直接影响电流效率，增加盐水电解能耗，缩短电极的使用寿命，且盐水中的硫酸根浓度会逐渐升高，所以必须采取有效措施，控制和降低盐水中的硫酸根离子浓度。钡法、膜法是现行最常见的降低盐水硫酸根离子浓度的方法，现使用较多且具有方向性的方法是膜法。膜法除硝属物理分离方法，是利用膜的选择性分离功能，将盐水中多余的硫酸根以芒硝的形式从盐水中脱除的方法，即将盐水分离成两部分一部分为硫酸根含量较低的脱硝盐水；另一部分为硫酸根含量较高的富硝盐水，富硝盐水再进入冷冻工序利用硫酸钠和氯化钠在不同温度下溶解度不同的原理，冷冻使富硝盐水降温到摄氏零度以下，使硫酸根离子以硫酸钠形式结晶析出，然后经过离心分离得到产品十水硫酸钠，在冷冻分离工序中因需要的温度较低，大量消耗电能，仅冷冻工序每生成Ikg硫酸钠消耗电能约lkwh。钡法除硝就是将电解装置返回的脱氯淡盐水，一部分经过除硝反应器加入盐酸和氯化钡后反应后进入澄清桶沉降，澄清液进入化盐系统配水，底部富含硫酸钡的盐泥用板框压滤机压滤，滤液再与钙镁盐泥混合压滤，硫酸钡盐泥外售，此工艺产生的硫酸钡因含杂质多而一般无法直接利用，常常被作废物弃置。
发明内容
本发明的目的是克服现有膜法和钡法生产硫酸钡技术的不足，对现有膜法生产硫酸钡方法进行改进，提供一种利用商水中的硫酸根节能联产硫酸钡的方法，该方法充分发挥膜法和钡法的优势，降低氯碱企业卤水中硫酸根杂质的脱除成本，提高硫酸根离子的脱除效率，同时解决了膜法除硝中产生的大量芒硝难以处理的问题，并且联产的硫酸钡产品因纯度高而用途广泛，供不应求。本发明的目的是这样实现的第一步利用膜法除硝方法中膜的选择性分离功能，将盐水中多余的硫酸根以芒硝的形式从盐水中脱除，从而将盐水分离成两部分一部分为硫酸根含量较低的脱硝盐水； 另一部分为硫酸根含量较高的富硝盐水；第二步在第一步分离出来的富硝盐水中投入氯化钡，使硫酸根与钡离子完全反应生成硫酸钡沉淀，静置沉降后，滤除硫酸钡沉淀；滤后的脱硝盐水以及第一步分离出来的脱硝盐水进入化盐工序重新利用。本发明较膜法除硫酸根，可节省大量冷冻、离心、泵送循环等能耗，同时免除了芒硝的处理困难问题，并可联产高纯度的硫酸钡产品，简便易行，具有一定的经济效益，降低烧碱的综合成本。
本发明较钡法除硝，汲取了钡法除硝的优点，提高盐水质量，使硫酸根离子转化成高纯度的硫酸钡产出，减少了盐泥产量，减轻了盐泥处理量，相对降低盐水处理成本，增加了产品附加值，具有一定的经济效益。富硝盐水与氯化钡反应同时生成氯化钠，增加了盐水中的氯化钠含量。参考钡法及膜法相关工耗，采用本发明设计工艺，每脱除IKg硫酸钠可降低电耗约Ikwh (节省的冷冻环节电耗)，投入氯化钡1. 46kg，同时产生高纯度沉淀硫酸钡1. 64Kg， 产生氯化钠0. Skgo根据某年产10万吨t规模的离子膜烧碱企业生产统计，每生产1万t 烧碱需除去硫酸钠276t，正常生产年产生芒硝近6300t，销售价格、及销量均极低，年销售共计约5万元，大约需要弃置处理3000t。按每生产1万吨烧碱需脱除硫酸钠276t计算，硫酸钡MOO元/t、氯化钡2200元/t、电费0. 5元/KWh、不计增加的氯化钠，年产10万t离子膜烧碱采用本发明较单一采用膜法除硝相比，年节省电费和增加收入共计约330万元。
图1为本发明膜法和钡法联用脱除卤水硫酸根生产高纯沉淀硫酸钡的工艺流程图，图中阴影部分为较膜法省去的部分。其中1-预处理工序，2-膜过滤工序，3-回收脱硝盐水工序，4-除硝反应工序， 5-沉降工序，6-压滤工序，7-干燥工序，8-冷冻工序，9-结晶沉降工序，10-离心分离工序。
具体实施例方式下面结合附图详细说明本发明的工艺。如图1所示，工艺如下第一步将脱氯淡盐水经过预处理工序1和膜过滤工序2后，盐水中多余的硫酸根以芒硝的形式从盐水中脱除，从而将盐水分离成两部分一部分为硫酸根含量较低的脱硝盐水；另一部分为硫酸根含量较高的富硝盐水；第二步再第一步分离出来的富硝盐水中投入氯化钡进行除硝反应工序4，使硫酸根与钡离子完全反应生成硫酸钡沉淀，经过沉降工序5、压滤工序6和干燥工序7，得到高纯度硫酸钡沉淀；经过沉降工序5、压滤工序6滤后的脱硝盐水以及第一步分离出来的脱硝盐水进入回收脱硝盐水工序3重新利用。从图中可以看出，本发明工艺省去了现有膜法除硝中的冷冻工序8、结晶沉降工序 9和离心分离工序10，同时免除了芒硝的处理困难问题，工艺简单可行。
权利要求
1. 一种脱除卤水硫酸根联产高纯沉淀硫酸钡的方法，其特征在于，步骤如下 第一步利用膜法除硝方法中膜的选择性分离功能，将盐水中多余的硫酸根以芒硝的形式从盐水中脱除，从而将盐水分离成两部分一部分为硫酸根含量较低的脱硝盐水；另一部分为硫酸根含量较高的富硝盐水；第二步在第一步分离出来的富硝盐水中投入氯化钡，使硫酸根与钡离子完全反应生成硫酸钡沉淀，静置沉降后，滤除硫酸钡沉淀；滤后的脱硝盐水以及第一步分离出来的脱硝盐水进入化盐工序重新利用。
全文摘要
本发明公开了一种脱除卤水硫酸根联产高纯沉淀硫酸钡的方法，它利用膜法除硝方法中膜的选择性分离功能，将盐水中多余的硫酸根以芒硝的形式从盐水中脱除，从而将盐水分离成两部分一部分为硫酸根含量较低的脱硝盐水；另一部分为硫酸根含量较高的富硝盐水；在富硝盐水中投入氯化钡，使硫酸根与钡离子完全反应生成硫酸钡沉淀，静置沉降后，滤除硫酸钡沉淀；滤后的脱硝盐水以及第一步分离出来的脱硝盐水进入化盐工序重新利用。本发明充分发挥膜法和钡法的优势，降低氯碱企业卤水中硫酸根杂质的脱除成本，提高硫酸根离子的脱除效率，同时解决了膜法除硝中产生的大量芒硝难以处理的问题。
文档编号C01F11/46GK102303889SQ20111015460
公开日2012年1月4日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日
发明者孟晓健, 李国瑞, 李超帅, 王统军, 田保华 申请人:新汶矿业集团有限责任公司泰山盐化工分公司