专利名称：以NaCl为盐析剂，用盐析法制取Na<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>，盐田蒸发水分，回收盐析剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及全新的组合工艺以NaCl为盐析剂，用盐析法制取Na2SO4，盐田蒸发水分回收盐析剂。是无机盐及晒盐领域。
背景技术：
许多盐湖以芒硝(Na2SO4 · IOH2O)储量为主，伴生有NaCl及无水Na2SO4 (地质上也称其硫酸钠亚型盐湖)。长期开采，无水硫酸钠资源枯竭，严重影响硫化碱的生产。其他方法由芒硝制取Na2SO4,耗汽电钢材多，成本过高。以NaCl为盐析剂，盐析法制取Na2SO4,以盐田蒸发水分，回收盐析剂组合工艺，其优点是耗汽电钢材少，基本不用特种钢材，资源利用率高，投资少，成本低，可以满足硫化碱生产对硫酸钠的要求，产品也可达元明粉级。
发明内容
将含Na2SO4为主的清硝液，一般制成Na2SO4彡24. 6%,NaCl彡2. 0%，加热至95°C 打到6m3盐析罐中，年产1万吨Na2SO4需6m3X3(见
图1)，继续加热维持95°C (士5°C )，加入通过20 M目的盐析剂NaCl (或从盐田回收的混合盐)，均勻加入，加完后陈化一段时间，总计30分钟(陈化析出晶粒长大，便于离心分离)。反应罐搅拌速度20 25转/分。 将料浆打到沉降分离料浆，析出Na2S04。沉淀用清硝液再浆流入底罐，用料浆泵送去离心分离，再用清硝液在离心机上冲洗2 3次，产品烘干后含Na2SO4在98. 0%以上。离心母液送到盐田。母液在盐田太阳能自然蒸发水分回收盐析剂(混合盐)，盐池中母液在盐池中历经四季自然气候，在寒冷季节析出Na2SO4 · IOH2O (S10)，NaCl · 2H20,在盛夏季节，全部转换为 Na2S04&NaCl，母液尽量蒸干，在盛夏季节收获混合盐，此混合盐干燥后，干基组成=NaCl为 85.6%, Na2SO4为14. 6% (相图中S点)。收取的混合盐需晾干燥一年，越少水分，产量越高。若需制取高质量Na2SO4,需剥去落有降尘的外皮，若供硫化碱为原料，不需剥去外皮。使用混合盐为盐析剂，回收了 NaCl,Na2SO4，资源利用率高。盐田应有足够的晾晒空间，主要是为了使回收的混合盐充分干燥，这样可以提高产量，若混合盐中含母液多，作了无用功。(见图2)盐田结构基础，粘土层20cm，防渗层盐田用防渗膜，承压层20cm，混合盐层20cm， 池净深80cm。(见图3)粘土层保护塑料膜。防渗层盐田用防渗薄膜，双层。承压层卵石戈壁。混合盐层。严格按盐田施工要求施工。渗漏系数彡0. lmm/24小时。组合工艺损失主要在盐田渗漏。
盐析法制取Na2SO4,盐田蒸发水分回收盐析剂相图过程图4为Na7/Cr，SO42^H2O体系多温截面图，该图从盐析，母液历经四季物相变化过程，给出一个方向性指导。(见图4)Mo一"- M1 94. 5°C盐析过程加入 NaCl 析出 Na2S04。M2一"^ M3 冬季析出S10及NaCl · 2H20过程。这一过程因温度是自然的，我只能以此过程描述。M4一"^ M5 回收盐析剂的过程。尽量在盐田蒸干，在盛夏收混合盐，在其他时间生成的Sltl及NaCl ·2Η20可转化为 Na2SO4, NaCl。图5 为 NaV/CF, SO2--H2O 体系 94. 5°C及 25°C相图。(见图 5)用物料平衡法计算94. 5 °C相图过程。相图过程M+A——“-R——“-B+E组成点Na2SO4 %NaCl %CaSO4 %MgSO4 %
M24. 602. 05< 0. 5< 0. 5
E4. 4225. 8
S14. 685. 4
M 硝液组成。S 干基盐组成。设a 为加入NaCl的量(kg)。b 为产品 Na2SO4 量(kg)。e S为生成母液量(kg)投入硝液量100 (kg)。列方程
{总物料100 + a = e+b
NaCl: 100X2. 5% + a = e X 25.8%
Na2SO4: 100X24.6% = e X 4. 42% +b解方程得a = 24. 4kg b = 19. 9kg e = 104. 5kg投入盐析剂为混合盐a'，产品Na2SO4Sb'，生成母液量为e'，带入上述方程解得混合盐组成点S =NaCl为85. 4%, Na2SO4为14. 6%0a' = 28. 7kg b' = 24. Ikg e' = 104. 6kg产品吨耗盐a'+b' = 1. 20产品固液比(母液比重1.2)b' e' =24. 1 104.6 + 1.2 = 1 3.6硝液IOOkg投入NaCl的量(以混合盐计)(25. 8-100XX% ) ^-85. 4%25. 8 盐析终点94. 5°C每IOOkg硝液中NaCl量X% 硝液中NaCl的含量。85. 4% 混合盐中NaCl%。实际生产以实测为标准。
年产1万吨Na2SO4所需盐田面积3. 6 万 m3 +2400mm/ 年 X 1. 2 = 1. 8 万 m2/ 年2400mm/年，为卤水比蒸发系数。由实验测得或当地气象局提供蒸发系数乘70% 左右得到。如果从盐湖采到水硝(Sltl)，只要水不溶物少，含Sltl纯，也可以将其均勻加入到盐田，与母液混合，当温度高于20°C后，Sltl可以转化成Na2SO4及其混合液。此情况下，在盐田采收的混合盐组成点(干基)，由S向B方向移动。若从盐湖采到足够量，足够纯的Sltl可以加热，热熔析出Na2SO4,同时产生Na2SO4饱和溶液，用此盐析生产Na2SO4,产量高，耗盐低。盐析母液在盐田晒干，其干基组成点为S。以NaCl作为盐析剂，用盐析法制取Na2SO4，盐田蒸发水分，回收盐析剂返回使用， 过程损失发生在盐田渗漏上。设盐田渗漏系数实测为0. Imm/日年产1万吨Na2SO4损失损失混合盐1.8 万 m2X 0. OOOlm/ 日 X 365 日 X 1. 2 吨 /m3 = 788 吨损失率Na2SO40Zo=78ioooo6% X 100%= 1.15%
权利要求
1.以NaCl当盐析剂，用盐析法制取Na2SO4，盐田蒸发水分回收盐析剂的组合工艺。
2.年产1万吨Na2SO4盐析工艺参数 盐析反应温度70°C 100°C，以95°C为最佳。 盐析剂粒度通过20目 M目筛。盐析罐搅拌速度20 25转/分盐析罐容积及数量6m3X3
3.盐田技术参数盐田结构基础，粘土层20cm，防渗层塑料薄膜，粘土层20cm，承压层卵石戈壁20cm，混合盐层20cm，池净深80cm。盐田面积1. 8万m2，年产Nei2SO4I万吨。
全文摘要
发明了全新的组合工艺以NaCl为盐析剂，用盐析法制取Na2SO4，盐田蒸发水，回收盐析剂。回收的盐析剂是NaCl，Na2SO4的混合盐，返回再作盐析剂，制取Na2SO4。在Na+//Cl-，SO42--H2O体系中，完成一个闭合循环。该组合工艺与所有其他制取Na2SO4工艺比较，其优点是耗汽耗电耗钢材少，资源利用率高，投资少，产品质量好，可满足硫化碱对Na2SO4的要求，也可达到元明粉级别。
文档编号C01D5/00GK102372293SQ201010261359
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月16日 优先权日2010年8月16日
发明者盛骝吾 申请人:盛骝吾