副产石膏及镁化合物的盐水精制装置及方法与流程

1.本发明涉及盐水精制技术领域，尤其涉及一种副产石膏及镁化合物的盐水精制装置及方法。


背景技术：

2.氨碱法纯碱生产过程中利用海水淡化后浓盐水溶解原盐制备盐水，海水淡化后浓盐水、原盐中的钙镁杂质离子及泥沙等进入盐水，为保障纯碱产品质量，在盐水精制工序对粗盐水进行精制处理。在盐水一次精制过程中，向粗盐水中同时加入灰乳、芒硝，去除粗盐水中的镁离子、部分钙离子，生成的氢氧化镁沉淀、二水硫酸钙沉淀以及海水淡化浓盐水、原盐、灰乳中的固体杂质在澄清桶内共同沉降，形成硫酸钙、氢氧化镁、碳酸钙、氯化钠、酸不溶物等多成分复杂混合物—盐泥。为回收盐泥中的氯化钠，对澄清桶盐泥浆进行洗涤、压滤，滤液淡盐水返回化盐工序，盐泥滤饼用于筑坝、修路或堆存处理。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种副产石膏及镁化合物的盐水精制装置及方法。
4.为实现此技术目的，本发明装置采用如下方案：副产石膏及镁化合物的盐水精制装置，包括化盐桶、除镁反应器、镁澄清桶或气浮装置、粗镁过滤机、除钙反应器、钙澄清桶、带式过滤机、一次盐水桶、石膏干燥炉、精镁过滤机和精镁干燥炉；化盐桶与除镁反应器相连，除镁反应器与镁澄清桶或气浮装置相连，镁澄清桶或气浮装置分别与粗镁过滤机、除钙反应器相连，除钙反应器与钙澄清桶相连，钙澄清桶分别与一次盐水桶、带式过滤机相连，带式过滤机分别与石膏干燥炉、钙澄清桶、化盐桶相连；粗镁过滤机分别与镁澄清桶或气浮装置、粗镁溶解桶相连，粗镁溶解桶与压滤机相连，压滤机与精镁反应器相连，精镁反应器与精镁过滤机相连，精镁过滤机分别与精镁干燥炉、化盐桶、除钙反应器相连。
5.与现有技术相比，本发明装置的有益效果在于：本装置分别设置除钙反应器和除镁反应器进行分步精制，并将滤液、洗水装置连接至澄清桶、化盐桶，实现副产物全部回收利用，提高了盐泥资源化综合利用率。
6.进一步地，带式过滤机分别连接有钙母液桶、钙洗水桶，钙母液桶与钙澄清桶相连，钙洗水桶与化盐桶相连。
7.进一步地，精镁过滤机分别连接有精镁洗水桶、精镁母液桶，精镁洗水桶与化盐桶相连，精镁母液桶与除钙反应器相连。
8.为实现此技术目的，本发明方法采用如下方案：一种副产石膏及镁化合物的盐水精制方法，使用上述的盐水精制装置，按如下步骤进行：a、粗盐水的制备：利用海水淡化浓盐水将原盐进行溶解，制备的粗盐水送至除镁反应器；
b、除镁反应：粗盐水与灰乳在除镁反应器内混合，并发生化学反应，形成氢氧化镁沉淀与氯化钠溶液的混合浆液，混合浆液经镁澄清桶沉降或采用辅助气浮装置实现初步固液分离，清液进入除钙反应器，镁泥浆经镁泥浆泵输送至粗镁过滤机；c、镁化合物生产：镁泥浆经粗镁过滤机过滤后送至粗镁溶解桶，在粗镁溶解桶内与硫酸混合，并发生化学反应，形成二水硫酸钙沉淀与硫酸镁溶液的混合浆液，混合浆液经压滤机进行固液分离，粗钙滤饼外运，硫酸镁溶液被送至精镁反应器，在精镁反应器内与纯碱或烧碱混合，并发生化学反应，形成氢氧化镁或碳酸镁沉淀与硫酸钠溶液的混合浆液，混合浆液进入精镁过滤机经固液分离、洗涤，降杂提纯后滤饼进入精镁干燥炉生产镁化合物，镁化合物经精镁研磨风选及输送设备进入精镁包装机后进行产品包装；d、镁化合物滤液、洗水的处置：粗镁过滤机过滤下的母液输送至镁澄清桶；精镁过滤机过滤下的母液输送至除钙反应器，精镁过滤机过滤下的洗后水输送至化盐桶；e、除钙反应：步骤b得到的除镁粗盐水与芒硝、精镁过滤机输送的母液在除钙反应器内混合并发生化学反应，形成二水硫酸钙沉淀与氯化钠溶液的混合浆液，混合浆液经钙澄清桶沉降，上层清液自溢流至一次盐水桶继续进行二次精制工序，底部钙泥浆输送至带式过滤机；f、石膏生产：钙泥浆进入带式过滤机后经固液分离、洗水洗涤得到二水石膏，二水石膏被送至石膏干燥炉生产半水石膏，半水石膏研磨风选后经输送设备进入石膏包装机后进行产品包装；g、石膏滤液、洗水的处置：带式过滤机过滤下的母液输送至钙澄清桶；带式过滤机过滤下的洗后水输送至化盐桶。
9.与现有技术相比，本发明方法的有益效果在于：本工艺过程中产生的浓盐水和洗涤水再次回收用于生产系统，无二次废弃物排放。制备的石膏白度90%以上、纯度96%以上；镁化合物白度92%以上、纯度95%以上。在保障一次盐水品质的前提下，盐水精制过程中经过分步精制的工艺，将粗氢氧化镁、二水硫酸钙初步分离，粗料溶解、沉淀、洗涤、干燥等方法提纯，将占用大量土地堆存的盐泥资源化综合利用生产高附加值的镁系列化合物及半水石膏，变废为宝，大大缓解了纯碱生产中盐泥堆存的难题。
10.进一步地，步骤a中原盐中nacl含量≥93%，制备的粗盐水氯化钠含量≥310g/l。
11.进一步地，步骤b中石灰乳有效氧化钙含量224~252g/l，除镁反应器搅拌转速为5~11rpm；镁澄清桶底部镁泥浆沉降率≥95%、清液层高度≥4m。
12.进一步地，步骤 b中气浮装置压缩空气压力0.3~0.5mpa，浮泥沉降率≥90%。
13.进一步地，步骤c中粗镁滤饼水分质量含量≤30%，硫酸浓度为60%，压滤后粗钙滤饼水分质量含量≤50%，纯碱中na2co3或烧碱中naoh含量≥98%，精镁反应器搅拌转速为5~11rpm；精镁滤饼水分质量含量≤30%、氯化钠含量≤0.07%，精镁干燥炉出料温度120~140℃。
14.进一步地，步骤e中芒硝浓度142~213g/l，除钙反应器搅拌转速为5~11rpm；钙澄清桶底部镁泥浆沉降率≥90%、清液层高度≥4m。
15.进一步地，步骤f中二水石膏滤饼水分质量含量≤25%、氯化钠含量≤0.07%，石膏干燥炉出料温度125~150℃。
附图说明
16.图1为本发明实施例提供的副产石膏及镁化合物的盐水精制装置的设备连接图；图2为本发明实施例提供的副产石膏及镁化合物的盐水精制工艺流程图；图中标记为：1、化盐桶；2、粗盐水缓冲桶；3、粗盐水泵；4、除镁反应器；5、镁澄清桶；6、除钙反应器；7、钙澄清桶；8、一次盐水桶；9、一次盐水泵；10、镁泥浆泵；11、粗镁过滤机；12、粗镁母液桶；13、粗镁母液泵；14、粗镁输送皮带；15、硫酸桶；16、加酸泵；17、粗镁溶解桶；18、入料泵；19、压滤机；20、粗钙输送皮带；21、硫酸镁缓冲桶；22、硫酸镁泵；23、料仓；24、精镁反应器；25、精镁过滤机；26、精镁洗水桶；27、精镁洗水泵；28、精镁母液桶；29、精镁母液泵；30、精镁输送皮带；31、精镁干燥炉；32、精镁研磨风选及输送设备；33、精镁包装机；34、钙泥浆泵；35、带式过滤机；36、钙母液桶；37、钙母液泵；38、钙洗水桶；39、钙洗水泵；40、二水石膏输送皮带；41、石膏干燥炉；42、石膏研磨风选及输送设备；43、石膏包装机。
具体实施方式
17.为充分了解本发明之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本发明做详细说明，但本发明并不仅仅限于此。
18.如图1所示，本发明提供的一种副产石膏及镁化合物的盐水精制装置，由化盐桶1、粗盐水缓冲桶2、粗盐水泵3、除镁反应器4、镁澄清桶5、除钙反应器6、钙澄清桶7、一次盐水桶8、一次盐水泵9、镁泥浆泵10、粗镁过滤机11、粗镁母液桶12、粗镁母液泵13、粗镁输送皮带14、硫酸桶15、加酸泵16、粗镁溶解桶17、入料泵18、压滤机19、粗钙输送皮带20、硫酸镁缓冲桶21、硫酸镁泵22、料仓23、精镁反应器24、精镁过滤机25、精镁洗水桶26、精镁洗水泵27、精镁母液桶28、精镁母液泵29、精镁输送皮带30、精镁干燥炉31、精镁研磨风选及输送设备32、精镁包装机33、钙泥浆泵34、带式过滤机35、钙母液桶36、钙母液泵37、钙洗水桶38、钙洗水泵39、二水石膏输送皮带40、石膏干燥炉41、石膏研磨风选及输送设备42、石膏包装机43组成。
19.化盐桶1通过管线与粗盐水缓冲桶2连接，粗盐水缓冲桶2通过粗盐水泵3及配套管线与除镁反应器4连接，除镁反应器4通过管线与镁澄清桶5（或气浮装置）连接。镁澄清桶5（或气浮装置）通过管线与除钙反应器6连接，除钙反应器6通过流槽与钙澄清桶7连接，钙澄清桶7通过管线与一次盐水桶8连接，一次盐水桶8通过管线与一次盐水泵9连接。
20.钙澄清桶7还通过钙泥浆泵34及配套管线与带式过滤机35连接，带式过滤机35通过二水石膏输送皮带40与石膏干燥炉41连接，石膏干燥炉41通过石膏研磨风选及输送设备42与石膏包装机43连接。
21.带式过滤机35还分别通过管线与钙母液桶36、钙洗水桶38连接，钙母液桶36与通过钙母液泵37与钙澄清桶7连接。钙洗水桶38通过钙洗水泵39与化盐桶1相连。
22.镁澄清桶5（或气浮装置）通过镁泥浆泵10与粗镁过滤机11相连，粗镁过滤机11通过管道与粗镁母液桶12相连，粗镁母液桶12通过粗镁母液泵13与镁澄清桶5（或气浮装置）连接。粗镁过滤机11还与粗镁输送皮带14连接，粗镁输送皮带14与粗镁溶解桶17连接，硫酸桶15通过加酸泵16与粗镁溶解桶17相连。粗镁溶解桶17还通过入料泵18与压滤机19相连，压滤机19分别与粗钙输送皮带20、硫酸镁缓冲桶21相连。硫酸镁缓冲桶21通过硫酸镁泵22及配套管线与精镁反应器24连接。料仓23通过下料器及配套管线与精镁反应器24连接，精
镁反应器24与精镁过滤机25连接。精镁过滤机25通过精镁输送皮带30与精镁干燥炉31连接，精镁干燥炉31通过精镁研磨风选及输送设备32与精镁包装机33连接。
23.精镁过滤机25还分别通过管线与精镁洗水桶26、精镁母液桶28相连，精镁洗水桶26通过精镁洗水泵27及配套管线与化盐桶1连接；精镁母液桶28通过精镁母液泵29及配套管线与除钙反应器6连接。
24.一种副产石膏及镁化合物的盐水精制方法，工艺流程如图2所示，按如下步骤进行：a、利用海水淡化浓盐水在化盐桶1内将原盐进行溶解，制备得到氯化钠含量313 g/l的粗盐水，粗盐水自溢流至粗盐水缓冲桶2后经粗盐水泵3送至除镁反应器4。
25.b、除镁反应：粗盐水与有效氧化钙含量231g/l的灰乳按照60:1的流量比进入除镁反应器4，在除镁反应器4内通过持续搅拌实现混合，并发生化学反应，形成氢氧化镁沉淀与氯化钠溶液的混合浆液。混合浆液经镁澄清桶5或气浮装置进行初步固液分离，控制镁澄清桶5底部泥浆沉降率≥95%、清液层高度≥4m，或气浮装置泥浆沉降率≥90%。镁澄清桶5内的清液为除镁粗盐水，除镁粗盐水流至除钙反应器6，镁泥浆经镁泥浆泵10输送至粗镁过滤机11。
26.c、镁化合物生产：镁泥浆经粗镁过滤机11过滤，控制粗镁滤饼水分≤30%，粗镁滤饼经粗镁输送皮带14与加酸泵16加入的质量分数60%的硫酸按照1:3.5质量比送至粗镁溶解桶17，在粗镁溶解桶17通过持续搅拌实现混合并发生化学反应，形成二水硫酸钙沉淀与硫酸镁溶液的混合浆液。混合浆液通过压滤机入料泵18进入压滤机19，在压滤机19内进行固液分离，控制压滤机19保压压力0.5~0.6mpa、滤饼水分≤50%。粗钙滤饼经粗钙输送皮带20外运，硫酸镁溶液自溢流至硫酸镁缓冲桶21，经硫酸镁泵22与料仓23下的纯碱1:0.525（或烧碱1:1.05）摩尔比送至精镁反应器24，在精镁反应器24内通过持续搅拌实现混合并发生化学反应，形成氢氧化镁或碳酸镁沉淀与硫酸钠溶液的混合浆液。混合浆液进入精镁过滤机25固液分离、洗涤，控制精镁滤饼水分≤30%、氯化钠含量≤0.07%。洗涤后滤饼经精镁输送皮带30进入精镁干燥炉31，在精镁干燥炉31内利用蒸汽间接加热生产镁化合物，控制精镁干燥炉31出料温度120~140℃，镁化合物经精镁研磨风选及输送设备32进入精镁包装机33后进行产品包装。
27.d、镁化合物滤液、洗水的处置：粗镁过滤机11过滤下的母液进入粗镁母液桶12，经粗镁母液泵13输送至镁澄清桶5；精镁过滤机25过滤下的母液进入精镁母液桶28，经精镁母液泵29输送至除钙反应器6，精镁过滤机25过滤下的洗后水进入精镁洗水桶26，经精镁洗水泵27输送至化盐桶1。
28.e、除钙反应：步骤b得到的除镁粗盐水与178g/l的芒硝、精镁母液泵29输送的母液按照14:1的流量比进入除钙反应器6，在除钙反应器6内通过持续搅拌实现混合并发生化学反应，形成二水硫酸钙沉淀与氯化钠溶液的混合浆液。混合浆液经钙澄清桶7沉降，控制底部泥浆沉降率≥90%、清液层厚度≥4m，上层清液自溢流至一次盐水桶8，再经一次盐水泵9输送至二次精制工序，底部钙泥浆经钙泥浆泵34输送至带式过滤机35。
29.f、石膏生产：钙泥浆进入带式过滤机35进行固液分离、洗水洗涤得到二水石膏，控制二水石膏滤饼水分≤25%、氯化钠含量≤0.07%。洗涤后二水石膏经二水石膏输送皮带输送40至石膏干燥炉41，在石膏干燥炉41内利用蒸汽间接加热生产半水石膏，控制石膏干燥
炉41出料温度125~150℃，半水石膏经石膏研磨风选及输送设备42进入石膏包装机43后进行产品包装。
30.g、石膏滤液、洗水的处置：带式过滤机35过滤下的母液进入钙母液桶36，经钙母液泵37输送至钙澄清桶7；带式过滤机35过滤下的洗后水进入钙洗水桶38，经钙洗水泵39输送至化盐桶1。
31.通过分步除钙、除镁分别得到石膏和镁化合物，并进行包装，反应过程中产生的镁化合物滤液和石膏滤液分别返回镁澄清桶5、钙澄清桶7，镁化合物洗水、石膏洗水返回化盐桶1，将生产工艺中的副产物的全部回收利用，有效地实现资源综合利用。
32.最后，需要注意的是：以上列举的仅是本发明的优选实施例，当然本领域的技术人员可以对本发明进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本发明的保护范围。