专利名称：一种用碳酸钡处理盐水中高含量硫酸根的方法
技术领域：
本发明涉及一种用碳酸钡处理盐水中高含量硫酸根、钙、镁离子的方法。
目前，就国内的氯碱工业中原料盐或盐水中的硫酸盐及钙镁等有害杂质处理采用的方法有“氯化钡、纯碱、烧碱法”、“氯化钙、纯碱、烧碱法”和“芒硝冷冻回收法”。
“氯化钡、纯碱、烧碱”—是利用氯化钡除硫酸根，纯碱除钙，烧碱除镁，这些杂质分别生成硫酸钡、碳酸钙、氢氧化镁沉淀，以达到除杂目的，该法虽好但处理成本费用高。
“氯化钙、纯碱、烧碱法”—是用氯化钙除硫酸盐，纯碱除钙，烧碱除镁，氯化钙虽便宜，但处理效果差，其硫酸根处理指标达不到目前工艺指标规定要求，而且增加了盐水中的钙离子，要多耗纯碱，因而技术经济指标均不理想。
“冷冻芒硝回收法”—方法虽好，处理工艺复杂，设备投资大，能耗高。在制碱工业中而芒硝的回收量相对数量较少，效益并不经济，而钙、镁等离子，仍需加纯碱、烧碱净化处理，总体处理成本较高。
“NDS法”—是二十世纪九十年代国外研究的新方法，该法是利用氢氧化锆作离子交换体，从盐水连续地脱除硫酸根的过程，通过酸、碱介质条件变化使氢氧化锆可循环用，达到除盐水中硫酸根的目的，氢氧化锆的脱硫酸根和再生需消耗相当数量的烧碱和盐酸，产生的废液另需处理，氢氧化锆的损失还需补充，其价格相当昂贵，整个处理工艺复杂，设备、技术要求高，处理费用大，目前国内外尚未见使用厂家的报道。
近十年来，国内很多烧碱厂为了降低生产成本，改用价格便宜的地下卤(盐)水代替价格高的原盐生产，但由于我国地下岩盐大多数为陆相沉积因而含硫酸盐较高，故采出的盐水中硫酸根比原盐中的硫酸根高2-5倍，因此本已降下的原料成本，由于硫酸根处费用的增加使其经济效益受到很大的影响，故目前就如何降低卤(盐)水的处理成本是国内氯碱行亟待解决的问题。
用碳酸钡处理盐水中的硫酸根早在二十世纪三十年代有过报道，但只用于水银法电解制碱酸性淡盐水中和处理。在七十年代国外烧碱厂只用于盐水中含硫酸根2-3g/L的处理(此属低含量，国内工厂一般不需处理)而它的除去率相当低，只有86％左右。
有关盐水中硫酸根高达10-15g/L，而且是在中性或碱性介质中直接用碳酸钡(或毒重石粉)进行处理尚无报道。
本发明的目的在于提供了一种用碳酸钡处理盐水中高含量硫酸根的方法，在卤水中加入促进剂和碳酸钡，将浆液研磨，具有工艺简单，操作方便，成本低，解决了在常规中性或碱性条件下，使隋性较强的碳酸钡直接处理卤(盐)水中硫酸根、钙及部份镁离子技术难题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术措施1、浆液的配比取卤水，将卤水与碳酸钡和促进剂配制成浆，其配比为(碳酸钡+促进剂)∶盐水＝1∶5-10(重量比)。
1-1、促进剂的组成将天然价廉的毒重石矿，用盐酸按摩尔比浸取后，经过滤取其清液形成含有氯化钡和氯化钙的混合物，其钡钙比为Ba2+∶Ca2+＝1∶0.05-1，其Ba2+、Ca2+比量可根据盐水中杂质组成等因素来确定，而此时的CaCl2在本发明中起到促进反应和提高沉淀沉降速度双重作用。
1-2、促进剂的使用量促进剂的使用量，可视原料盐水硫酸根及钙、镁杂质含量、组成和生产工艺控制指标，确定与碳酸钡的配比用量，其比例为碳酸钡(毒重石粉)∶促进剂＝1∶0.01-1.5(重量比)在有些条件下可以不加促进剂，直接用碳酸钡(毒重石粉)进行处理。也可以加入适量的盐酸代替促进剂仍可达到净化处理效果的目的。
2、浆液的活化将配比浆液经研磨机活化，立即投入已升温60-70℃含有硫酸根盐水进行化学反应，反应式如下3、卤水的净化处理
将含有硫酸根的盐水温度控制在60-70℃，不断搅拌反应，并将沉淀物不断地循环活化，使碳酸钡和促进剂的混合物能与盐水中的硫酸盐、钙及部份镁离子完成化学反应，反应式如下①②(CaCO3可助沉)③(CaCO3可助沉)④(除掉部份Mg2+)反应时间40-60分钟。
4、完成上述反应后再向盐水中加入适量的烧碱，反应15-20分钟除去镁离子，完成反应式为(NaOH为补加Mg2+全部除掉)。然后再加入适量的助沉剂使硫酸钡、碳酸钙、氢氧化镁全部沉淀沉清，即成为合格生产之用盐水。
实施例1取卤(盐)水300L，卤水成份组成NaCl 298g/L、SO42-8.25g/L、PH5-6、Mg2+98.12mg/L、Ca2+647.37mg/L，碳酸钡3075g、促进剂3075g，将欲投入的碳酸钡、促进剂与30L的卤水配成浆投入研磨机活化处理后，立即投入已予热的卤水中开始搅拌，维持反应温度60-70℃，此时从反应器下部排出碳酸钡、促进剂之沉淀物不断地经研磨机循环活化，反应时间40-60分钟，反应毕后加烧碱160g，继续反应15分钟，再加助沉剂沉清取样分析(未加盐酸中和过剩之碱)NaCl 319g/L SO42-0.13g/LCa2+微量 NaOH 0.48g/LMg2+微量 Na2CO31.91g/L实施例2取卤(盐)水300L，卤水成份组成NaCl 297g/L、SO42-15g/L、PH5-6、Mg2+96.3mg/L、Ca2+875.6mg/L，碳酸钡6200g、促进剂6720g，实施步骤与实施例(1)相同，反应毕补加烧碱180g，取样分析(未加盐酸中和过剩之碱)NaCl 324g/L SO42-0.63g/L
Ca2+微量NaOH 1.6g/LMg2+微量Na2CO35.09g/L实施例3取卤(盐)水300L，卤水成份组成NaCl 298g/L、SO42-8.25g/L、PH5-6、Mg2+98.12mg/L、Ca2+647.37mg/L，本例按目前烧碱生产中控指标，SO42-3g/L标准投料处理。投毒重石粉4400g(含BaCO3≥70％)，促进剂2500g。实施步骤与实施例(1)相同，反应毕补加烧碱120g，取样分析(未加盐酸中和过剩之碱)NaCl 320g/L SO42-2.86g/LCa2+微量 NaOH 0.56g/LMg2+微量 Na2CO31.87g/L本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果，可将10-15g/L高含量的硫酸盐处理到0.2g/L以下，碳酸钡利用率高达98％以上，省略了纯碱，工艺简便，方法易行，设备费用少，原料价格便宜，成本低，经济效益显著。
权利要求
1.一种用碳酸钡处理盐水中高含量硫酸根的方法，其步骤是A、浆液的配比，将卤水与碳酸钡和促进剂配制成浆，其配比为碳酸钡加入促进剂，盐水＝1∶5-10；B、浆液的活化，将配比浆液经研磨机活化，立即投入已升温60-70℃含有硫酸根盐水进行化学反应；C、卤水的净化处理，将含有硫酸根的盐水温度控制在60-70℃，不断搅拌反应，并将沉淀物不断地循环活化，使碳酸钡和促进剂的混合物能与盐水中的硫酸盐、钙及镁离子完成化学反应，反应时间40-60分钟；D、在盐水中加入烧碱，反应15-20分钟，除去镁离子，再加入助沉剂使硫酸钡、碳酸钙、氢氧化镁沉清。
2.根据权利要求1所述的一种用碳酸钡处理盐水中高含量硫酸根的方法，其特征是促进剂的组成，采用毒重石矿，用盐酸按摩尔比浸取后，经过滤取其清液形成含有氯化钡和氯化钙的混合物，其钡钙比为Ba2+∶Ca2+＝1∶0.05-1。
3.根据权利要求1或2所述的一种用碳酸钡处理盐水中高含量硫酸根的方法，其特征是促进剂的使用量为碳酸钡或毒重石粉，促进剂配比为1∶0.01-1.5。
全文摘要
本发明公开了一种用碳酸钡处理盐水中高含量硫酸根的方法,其步骤是,首先将卤水与碳酸钡和促进剂配制成浆,其配比为碳酸钡加入促进剂,盐水=1∶5－10;其次是将配比浆液经研磨机活化,立即投入已升温60－70℃含有硫酸根盐水进行化学反应;第三是将含有硫酸根的盐水温度控制在60－70℃,不断搅拌反应,并将沉淀物不断地循环活化,使碳酸钡和促进剂的混合物能与盐水中的硫酸盐、钙及镁离子完成化学反应,反应时间40－60分钟;第四是在盐水中加入烧碱。本发明工艺简便,方法易行,成本低,碳酸钡利用率高达98%以上,经济效益显著。
文档编号C02F1/58GK1381406SQ01106639
公开日2002年11月27日 申请日期2001年4月18日 优先权日2001年4月18日
发明者宋康尧 申请人:宋康尧