钠硝矿制备NaNO₃浸取液的制作方法

专利名称：：钠硝矿制备NaNO₃浸取液的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种生产NaN03的工艺中用于对预处理后的钠硝矿石进行浸取的浸取液，尤其是钠硝矿制备NaN03浸取液。二
背景技术：
：硝酸钠作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。消费构成大致是轻工行业约占80%、化学工业占9%、机械工业占6%、其他行业占5%。到目前为止，公知技术中由钠硝石矿生产硝酸钠产品，其生产工艺路线归纳起来有两种一种是矿石浸取后，卣水加热蒸发，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。用两步法从硝酸钠精矿中提取硝酸钠的生产方法也称Shanks方法，操作过程包括装矿、浸取、洗涤和卸矿，浸取用液来自结晶后的母液，含有450g/1的硝酸钠，依次浸取，最后浸取完成液硝酸钠的浓度达到700g/l后再降低温度至接近大气温度使溶液中的硝酸钠结晶析出，其硝酸钠的回收率大约在60%,矿渣中的硝酸根在5%~8%,由于该法回收率低，能耗高，且要求矿的品位高，到目前为止，使用该法生产的硝酸钠只占硝酸钠总量的很少一部分。利用硝石生产硝酸钠的工艺属NaV肌-、Cl一、S042——H20四元水盐体系范筹。硝石矿物中的盐类，主要是NaN03、NaCl和％2304等，均易溶于水，浸取液在后续析出工艺中，结晶析出物纯度较低。总之，现有技术主要是通过浸取工艺，从预处理后的钠硝矿石中提取NaN03，而现有技术中由于在浸取过程中，浸取液对硝石矿中的NaN03、NaCl和Na2S04等成分，同时溶出后，因影响后续工艺提纯。
发明内容本发明的发明目的在于，提出一种能够保持提高对NaNOr溶解提取并同时保持对其它成分较低的溶解的浸取液，即钠硝矿制备NaN03浸取液。本发明的发明目的通过以下措施实现，将函3、NaCl、NaS0二种原料按重量8-12:3-8:1比例，加水溶解，比重为1.28-1.43kg/l,配成的溶液用作浸取液。本发明利用水在不同温度下对NaN03、NaCl、NaS04三种成分物质溶解度变化存在较大差异的原理，模拟矿石中NaCl、NaSO,三种威分物质在工作状态下溶解于水的含量制备浸取液，使得在浸取时,矿石中的NaN03能够得到较大程度溶解，而NaCl、NaS04等成分由于浸取液的相对溶解已产生饱和不在溶解进入浸取液，因而可以有效地提取NaN03，原理简便，易于实施，并显著提高浸取功效。四图l是本发明实施例1中在0-110。C不同温度下水对NaN03、NaCl、NaS04三种成分物质溶解度变化示意图五具体实施例方式实施例1:从矿山开釆的含NaN03约6%的钠硝石的成分经过化验为:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>将NaN03、NaCl、NaS04三种原料按重量10:5:1比例，加水全部溶解，配成的溶液滤去不溶物后用作浸取液。配制好的浸液检验后，各种成分的含量有变化。浸取液(350g/l)配制组成及取样分析结果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>NaN03的溶解度随温度的上升而显著增加，NaCl的溶解度几乎不受温度的影响，％2304在32.38。C时溶解度最大，在32.38。C前，其溶解度随温度升高而增加，在32.38'C后，其溶解度随温度升高而降低。所有常规元素(离子)的分析方法分别为钙、镁离子采用EDTA容量法；氯离子釆用硝酸汞容量法；硫酸根离子釆用硫酸钡重量法；硝酸根离子釆用重铬酸钾氧化还原滴定法；钠离子含量釆用阴、阳离子平衡法求得。具体操作参照青海盐湖研究所编写的《卤水和盐的分析方法》一书中的有关分析方法。生产出的硝酸钠产品的分析方法则采用GB/T4553—2002中相应组份分析方法进行分析与测定。NaN03、NaCl和D盐(NaN03Na2S04H20)三相共饱点卣水中，NaN03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5(TC时该三相共饱点卤水含NaN03高达40.21%，NaCl为9.78%,化2304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Na2S04只有少部分溶于浸取液中。事实上，浸取液产生相当于NaCl和Na2S04溶解抑制剂的作用，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。矿石中NaN03在溶解于浸取液时属吸热反应，NaNO广溶解热为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，在技术上是可行的。用含NaNO3350g/l左右的浸取液在浸取槽中，于50。C条件下进行多级逆流浸取，获得的含NaN(M50g/1以上的浸取完成液送低温分离工段进行冷却至5'C析盐，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。本实施例，利用水在不同温度下对NaN03、NaCl、NaS04三种成分物质溶解度变化存在较大差异的原理，模拟矿石中NaCl、NaS04三种成分物质在工作状态下溶解于水的含量制备浸取液，使得在浸取时，矿石中的NaN03能够得到较大程度溶解，而NaCl、NaS04等成分由于浸取液的相对溶解已产生饱和不在溶解进入浸取液，因而可以有效地提取NaN03,原理简便，易于实施，并显著提高浸取功效。权利要求1、钠硝矿制备NaNO3浸取液，其特征在于，将NaNO3、NaCl、NaSO4三种原料按重量8-12∶3-8∶1比例，加水溶解，比重为1.28-1.43kg/l，配成的溶液用作浸取液。2、如权利要求l所述的钠硝矿制备NaNOr浸取液，其特征在于，将NaN03、NaCl、NaS04三种原料按重量10:5:1比例，加水全部溶解，配成的溶液滤去不溶物后用作浸取液。3、如权利要求2所述的钠硝矿制备NaN03浸取液，其特征在于，配制好的浸取液检验后，各种成分的含量有变化浸取液(350g/l)配制组成及取样分析结果名<table>tableseeoriginaldocumentpage2</column></row><table>4、如权利要求l所述的钠硝矿制备NaN(U曼取液，其特征在于，NaN03的溶解度随温度的上升而显著增加，NaCl的溶解度几乎不受温度的影响，Na2SO,在32.38。C时溶解度最大，在32.38。C前，其溶解度随温度升高而增加，在32.38'C后，其溶解度随温度升高而降低。5、如权利要求2和3所述的钠硝矿制备NaN03浸取液，其特征在于，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Na2S04的含量，这种趋势随着温度的升高而加剧，在5(TC时该三相共饱点卣水含NaN03高达40.21％，NaCl为9.78％，Na2S04只有1.62%,矿石中NaN03几乎可全部溶于浸取液中，而矿石中NaCl和Na2S04只有少部分溶于浸取液中。6、如权利要求2和3所述的钠硝矿制备NaN03浸取液，其特征在于，用含NaNO3350g/1左右的浸取液在浸取槽中，于50。C条件下进行多级逆流浸取，获得的含NaN(M50g/1以上的浸取完成液送低温分离工段进行冷却至5。C析盐，浸取后的矿渣经洗涤后其硝酸根的含量小于O.5%,达到了矿渣排放要求。全文摘要钠硝矿制备NaNO₃浸取液，涉及一种对预处理后的钠硝矿石进行浸取的浸取液，将NaNO₃、NaCl、NaSO₄三种原料按重量8-12∶3-8∶1比例，加水溶解，比重为1.28-1.43kg/l，配成的溶液用作浸取液。利用水在不同温度下对NaNO₃、NaCl、NaSO₄三种成分物质溶解度变化存在较大差异的原理，模拟矿石中NaCl、NaSO₄三种成分物质在工作状态下溶解于水的含量制备浸取液，使得在浸取时，矿石中的NaNO₃能够得到较大程度溶解，而NaCl、NaSO₄等成分由于浸取液的相对溶解已产生饱和不在溶解进入浸取液，因而可以有效地提取NaNO₃，原理简便，易于实施，并显著提高浸取功效。文档编号C01D9/16GK101306822SQ20071010831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