专利名称：利用含硝卤水制造结晶硫酸钠的液相一步结晶法的制作方法
技术领域：
本发明涉及含硝卤水的开发利用方法，特指一种利用盐湖卤水或晶间卤水制造结晶硫酸钠的液相一步结晶法。
我国是一个领土广阔的大陆国家，具有许多含Na2SO4、Na2CO3(NaHCO3)、Nacl的陆相湖泊，广泛分布于内蒙古、山西、新疆、青海、西藏等省，如何开发利用陆相湖水中含有的宝贵盐份资源，为化工领域提供原料来源，就成为广大化学工作者的研究课题。
目前利用含硝盐湖卤水制造无水硫酸钠的方法常用两步法，第一步是利用冬春季气候寒冷，用冷冻法生产十水硫酸钠(Na2SO4·10H2O)。第二步是将十水硫酸钠通过自然风化法或热溶蒸发法制造无水硫酸钠。其中自然风化法是将第一步制得的十水硝堆积，使其在自然条件下风化脱水，此种方法虽然生产费用较低，但是自然条件下脱水制取产品生产周期长，产品质量差，且风化脱水制得的粉末状的无水硫酸钠，非常容易被风吹走，造成原料的极大浪费，不但影响无水硫酸钠的产率，而且还严重的对环境造成污染；若采用热溶蒸发法制造无水硫酸钠，则需要较多的设备投资，且消耗较多的能源，造成成本较高。因此如何充分利用自然资源，用较低成本制取结晶硫酸钠(包括十水硫酸钠和无水硫酸钠)就成为极待解决的问题。
本发明人经过不断地研究和试验，对水盐体系液固相转化的规律和特点进行了反复的研究和应用试验。
本发明的出发点是如何降低结晶无水酸钠和十水硫酸钠的结晶温度。从多年的研究中发现在单纯Na2SO4-H2O二元体系中，Na2SO4的结晶最低温度为32.4℃，这在大部分地区，特别是北方地区，由于气温较低，若想利用自然条件从含硝的盐湖卤水或晶间卤水中直接提取结晶硫酸钠是很难实现的，因为，提高大面积的水温是难于实现的。但是我们从加入电解质物质降低结晶温度研究取得非常理想的结果。
图1为Na2SO4-Nacl-H2O三无体系相图，从图1中可以看出1、纯Na2SO4的结晶温度为32.4℃(图中M点)；2、纯Nacl的结晶温度为-21.7℃(图中N点)；3、Na2SO·10H2O的结晶温度为10℃以下(图中G点)；4、Nacl的加入使Na2SO4的结晶温度下降当Nacl含量(干盐组成)为48.9％时，无水硫酸钠的析出温度下降到25℃(图中B点)；当Nacl的含量增加到干盐组成74.5％时无水硫酸钠的析出温度下降到17.9℃(图中A点)。
从图1得出结论Nacl的存在，对降低无水硫酸钠的析出温度有显著作用。
图2为Na2SO4-Nacl-Na2CO3-H2O四无体系相图。从图2可以看出1、在有Na2CO3和Nacl存在时，无水硫酸钠(Na2SO4)的析出温度为17.4℃(图中E点)，说明Na2CO3的存在可以比只有Nacl存在时更进一步降低无水硫酸钠的析出温度。
2、在有Na2CO3和Nacl存在时，十水硫酸纳Na2SO4·10H2O的析出温度在10℃以下(图中F点)。
本发明人根据上述研究，创造出本发明的利用加入电解质降低结晶温度的技术方案。
本发明的目的在于利用在含硝盐湖卤水或晶间卤水中加入氯化钠降低硫酸钠结晶温度的方法，利用廉价的太阳能和风能，用液相一步结晶法制造结晶无水硫酸钠和十水硫酸钠的方法。
本发明的目的是这样实现的一种利用含硝卤水制造结晶硫酸钠的液相一步结晶法，其特征在于该结晶法包括在含硝卤水中加入电解质Nacl降低硫酸钠结晶温度的方法，借助太阳能和风能实现在高于18℃时制取无水硫酸钠结晶，在低于10℃时制取十水碳酸钠结晶，具体步聚如下(一)制卤或兑卤，利用淡水溶盐制取含硝卤水、盐湖卤水或晶间卤水兑卤，加入Nacl制成达标卤水，使体系中达到Nacl8-20％重量Na2SO48-20％重量[Na2SO4+Nacl+Na2CO3]＞30％重量；(二)制造浓缩溶液，将达标卤水引入蒸发池内蒸发水份，制成浓缩溶液，使其达到比重为1.20～1.28；(三)滩晒，将步骤(二)的浓缩溶液引入结晶池内滩晒8-15天，其卤水厚度在60cm以下；(四)收集结晶及除杂，在气温高于18℃时收集无水硫酸钠结晶，在气温低于10℃时收集十水硫酸钠结晶，剩余母液排至贮卤池循环再用，收集的结晶硫酸钠堆坨淋滤除杂。
所述滩晒结晶池的池底经过反复压实、垫底或制死碴盐底板。
所述收集结晶的方法包括机械采收。
所述蒸发池内蒸发水份和结晶池内滩晒所用能源包括太阳能和风能。
所述含硝卤水包括含硝盐湖卤水、海水、晶间卤水、淡水溶盐制卤水。
本发明的主要优点是1、本发明利用在含硝盐湖卤水中加入电解质Nacl降低结晶温度的方法，创造出制造结晶无水硫酸钠和十水硫酸钠的液相一步结晶法，实现了夏秋季气温高时生产结晶无水硫酸钠，春冬季气温低时生产结晶十水硫酸钠，实现一年四季都能生产成品的方法，从而创造出开发利用含硝盐湖卤水的有效途径，提高采收设施的利用率。
2、本发明利用廉价的太阳能和风能自然资源，大大降低了制造成本。
下面结合较佳实施例和制造工艺流程图对本发明进一步说明图3为本发明的制造工艺流程图；参阅图3，本发明利用加入电解质Nacl，降低硝盐(无水硫酸钠结晶和十水硫酸钠结晶) 结晶温度的方法，利用廉价的太阳能和风能从含硝卤水中制造结晶硫酸钠的液相一步结晶法，开创了廉价制造高质量产品的有效途径，其具体制造工艺流程是(一)制卤或兑卤制卤和兑卤是本发明的关键所在，因为Nacl的含量大小直接影响硫酸钠的结晶温度和收率，因此当盐湖水中的含卤浓度不合适时，需要人工制卤，通常是用汇集的雨水或湖表卤水溶解原生芒硝或取晶间卤水进行兑卤，再加入Nacl，本实施例中兑卤后体系中达到Nacl含量15％重量，Na2SO4含量15％重量；兑卤后的溶液比重为1.10～1.15。
(二)制造浓缩溶液将配好的上述卤水引入蒸发池，利用太阳能和风能蒸发水份，制成浓缩溶液，使其比重达到1.20-1.28。
(三)滩晒将浓液溶液引入结晶池内，利用太阳能和风能滩晒，其结晶池内卤水厚度40cm。实验中发现，本发明的含盐卤水具有吸、贮热和传热的作用，它能较好地吸收太阳能用于结晶析出时提供所需的热量，从而大大节约能源，降低制造成本。
(四)收集结晶及除杂由于无水硫酸钠和十水硫酸钠在不同的温度条件下，可以互相转化，故收集结晶时的气温条件就成为决定收集的结晶是无水硫酸钠结晶还是十水硫酸钠结晶的条件，一般在大于18℃的气温条件时，收集的为无水硫酸钠结晶，在小于10℃的气温条件时，收集的为十水硫酸钠结晶。目前收集结晶常使用机械采收，经过堆坨淋滤，脱卤降低杂质含量，制得结晶硫酸钠产品，结晶池内的残卤排入贮卤池循环再用。
为防止滩晒时结晶池渗漏，影响产品收率，本发明采取反复压实池底、垫底或制死碴盐底板等措施。
权利要求
1.一种利用含硝卤水制造结晶硫酸钠的液相一步结晶法，其特征在于该结晶法包括在含硝卤水中加入电解质Nacl降低硫酸钠结晶温度的方法，借助太阳能和风能实现在高于18℃时制取无水硫酸钠结晶，在低于10℃时制取十水碳酸钠结晶，具体步聚如下(一)制卤或兑卤，利用淡水溶盐制取含硝卤水、盐湖卤水或晶间卤水兑卤，加入Nacl制成达标卤水，使体系中达到Nacl8-20％重量Na2SO48-20％重量[Na2SO4+Nacl+Na2CO3]＞30％重量；(二)制造浓缩溶液，将达标卤水引入蒸发池内蒸发水份，制成浓缩溶液，使其达到比重为1.20～1.28；(三)滩晒，将步骤(二)的浓缩溶液引入结晶池内滩晒8-15天，其卤水厚度在60cm以下；(四)收集结晶及除杂，在气温高于18℃时收集无水硫酸钠结晶，在气温低于10℃时收集十水硫酸钠结晶，剩余母液排至贮卤池循环再用，收集的结晶硫酸钠堆坨淋滤除杂。
2.如权利要求1所述的液相一步结晶法，其特征在于所述滩晒结晶池的池底经过反复压实、垫底或制死碴盐底板。
3.如权利要求1所述的液相一步结晶法，其特征在于所述收集结晶的方法包括机械采收。
4.如权利要求1所述的液相一步结晶法，其特征在于所述蒸发池内蒸发水份和结晶池内滩晒所用能源包括太阳能和风能。
5.如权利要求1所述的液相一步结晶法，其特征在于所述含硝卤水包括含硝盐湖卤水、海水、晶间卤水、淡水溶盐制卤水。
全文摘要
一种利用含硝卤水制造结晶硫酸钠的液相一步结晶法,包括(一)制卤或兑卤,(二)制造浓缩溶液,(三)滩晒,(四)收集结晶及除杂。本发明利用在含硝盐湖卤水中加入电解质降低结晶温度的方法,创造出利用太阳能和风能,实现在夏秋季气温高于18℃时生产结晶无水硫酸钠,在春冬季气温低于10℃时生产结晶十水硫酸钠的液相一步结晶法,从而创造出开发利用含硝盐湖卤水的有效途径,提高采收设施的利用率,大大降低制造成本。
文档编号B01D9/02GK1178194SQ9711665
公开日1998年4月8日 申请日期1997年8月6日 优先权日1996年8月29日
发明者李武, 戴连荣, 张存梅, 陈忠平, 苗成刚, 胡立田, 李智华, 李延红 申请人:内蒙古伊克昭化工研究设计院, 李武, 戴连荣, 张存梅