一种在芒硝井转采过程中高硝卤水的回收利用方法与流程

本发明涉及一种无机盐矿产资源再利用方法，特别涉及一种在芒硝井转采过程中高硝卤水的回收利用方法。

背景技术：

利用钻井水溶法开采位于地下2000米的无水芒硝是地下芒硝资源综合利用的通行做法，但由于矿藏属性为芒硝石盐共生伴生矿，目前芒硝井运行中存在稳产期短，硝水质量下降快等特点。进入开采中后期，采出硝水成份会出现硝盐倒挂的现象。从水盐体系相图上分析，采出硝水中如果硫酸钠含量低于80g/l，氯化钠含量大于250g/l，对于生产企业来讲硝水就失去利用价值。实际生产中，硝水中盐含量大于160g/l就超出了制硝装置的处理能力。到了硝井生产末期，由于硝水中盐硝倒挂，矿山开发管理业内目前通行做法就是将此类硝井关停。

但采区芒硝主采矿层顶部普遍发育具有开发利用价值的石盐矿层。原井组在将芒硝资源开发利用结束后，继续上溶开采上部石盐矿层，可将井组价值最大化，也有利用采区资源利用最大化。该方法的应用将为企业带来的极大经济效益与社会效益。但在芒硝井转采的过程中，采出硝水中氯化钠含量在250g/l，硫酸钠高于25g/l，这种高硝卤水既不能用于元明粉生产，又无法作为真空制盐或氯碱行业原料使用，成为一种无法利用的硝卤水。但井组投资数百万元，关停将造成资源的浪费和经济损失。为了充分利用矿井潜在价值，必须解决转采过程中高硝卤水的利用问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种在芒硝井转采过程中高硝卤水的回收利用方法，可以降低硫酸钠含量的同时增加氯化钠的含量，能够将高硝卤水转化为高纯卤水，实现芒硝井转采为盐井过程中对卤水品质的有效控制，确保了芒硝井转采工程的顺利实施，是发挥芒硝井“一井两采”价值的关键。

本发明的目的是这样实现的：一种在芒硝井转采过程中高硝卤水的回收利用方法，步骤如下：

1）高硝卤水的预处理：将转采井的回卤管线接入硝水预处理罐，并使用用原料硝水或卤水对硝水预处理罐罐内的硝水进行调节，使得罐内液相的组成稳定在氯化钠280±5g/l，硫酸钠60±5g/l，密度1220±5g/l范围内，同时完成沉降除杂的过程；

2）化学合成过程：将步骤1）得到的硝水和浓钙液按照摩尔比为1：（1.1-1.3），分别泵入到化合罐中，搅拌速度为120±10r/min，反应生产沉淀硫酸钙和清液氯化钠；

3）过滤分离：将步骤2）中的沉淀硫酸钙和清液氯化钠进行过滤分离，浆液经过化合罐的沉降装置，依次经旋流器和卧螺离心机处理，滤液收集送至一次卤水罐，滤饼三级洗涤环节；

4）三级洗涤：将滤饼与清水混合进行洗涤得到悬浮液，悬浮液经三级卧螺离心机进行固液分离，滤饼经离心机卸料口进入配浆槽，三级卧螺离心机的洗涤水用于井下采卤；

5）配浆：在配浆槽内，硫酸钙滤饼含水在10±2%，注入清水配浆，生成质量分数为8±2%的硫酸钙悬浮液。

作为本发明的进一步限定，所述步骤2）中，通过控制添加速率、搅拌速度和停留时间，使反应生成的二水硫酸钙粒度均匀，控制d50尺寸≤60微米。

作为本发明的进一步限定，所述步骤4）中洗涤工艺先增稠再抽滤，在此基础上进行三级洗涤；滤饼打散，清水洗涤再经离心分离，保证硫酸钙沉淀中cl^-浓度低于120ppm。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1）本发明利用芒硝井转采过程中的高硝卤水与浓钙液发生化合反应，生产高纯卤水和二水硫酸钙（即硫酸钙悬浮液）；高纯卤水可以作为制碱行业、制盐行业的原料，而二水硫酸钙浆可以用于生产无机纤维晶须材料，本发明解决了高硝卤水处理的难题，通过控制化合反应的摩尔比，确保卤水中硫酸钠含量《25g/l，实现了高硝卤水向高纯卤水的转变，充分发挥了芒硝井转采盐井的经济价值；

2）本发明通过控制搅拌转速控制生成硫酸钙沉淀的尺寸，生成的二水硫酸钙颗粒均匀，白度高，经过离心分离配浆，作为无机纤维晶须的原料，具有较高的附加值，可用于后续无机纤维材料及石膏制品的生产原料；由合成硫酸钙沉淀配制的硫酸钙浆液的品质高于由天然石膏、脱硫石膏及磷石膏等配制的钙浆。

附图说明

图1为本发明获得的硫酸钙沉淀微观形貌图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种在芒硝井转采过程中高硝卤水的回收利用方法，步骤如下：

1）高硝卤水的预处理：将转采井的回卤管线接入硝水预处理罐，并使用用原料硝水或卤水对硝水预处理罐罐内的硝水进行调节，使得罐内液相的组成稳定在氯化钠275g/l，硫酸钠55g/l，密度1215g/l范围内，同时完成沉降除杂的过程；

2）化学合成过程：将步骤1）得到的硝水和浓钙液按照摩尔比为1：1.1，分别泵入到化合罐中，搅拌速度为110r/min，反应生产沉淀硫酸钙和清液氯化钠，通过控制添加速率、搅拌速度和停留时间，使反应生成的二水硫酸钙粒度均匀，控制d50尺寸≤60微米；

3）过滤分离：将步骤2）中的沉淀硫酸钙和清液氯化钠进行过滤分离，浆液经过化合罐的沉降装置，依次经旋流器和卧螺离心机处理，滤液收集送至一次卤水罐，滤饼三级洗涤环节；

4）三级洗涤：将滤饼与清水混合进行洗涤得到悬浮液，先增稠再抽滤，悬浮液经三级卧螺离心机进行固液分离，保证硫酸钙沉淀中cl^-浓度低于120ppm，滤饼经离心机卸料口进入配浆槽，三级卧螺离心机的洗涤水用于井下采卤；

5）配浆：在配浆槽内，硫酸钙滤饼含水在8%，注入清水配浆，生成质量分数为6%的硫酸钙悬浮液。

实施例2

一种在芒硝井转采过程中高硝卤水的回收利用方法，步骤如下：

1）高硝卤水的预处理：将转采井的回卤管线接入硝水预处理罐，并使用用原料硝水或卤水对硝水预处理罐罐内的硝水进行调节，使得罐内液相的组成稳定在氯化钠280g/l，硫酸钠60g/l，密度1220g/l范围内，同时完成沉降除杂的过程；

2）化学合成过程：将步骤1）得到的硝水和浓钙液按照摩尔比为1：1.2，分别泵入到化合罐中，搅拌速度为120r/min，反应生产沉淀硫酸钙和清液氯化钠，通过控制添加速率、搅拌速度和停留时间，使反应生成的二水硫酸钙粒度均匀，控制d50尺寸≤60微米；

3）过滤分离：将步骤2）中的沉淀硫酸钙和清液氯化钠进行过滤分离，浆液经过化合罐的沉降装置，依次经旋流器和卧螺离心机处理，滤液收集送至一次卤水罐，滤饼三级洗涤环节；

4）三级洗涤：将滤饼与清水混合进行洗涤得到悬浮液，先增稠再抽滤，悬浮液经三级卧螺离心机进行固液分离，保证硫酸钙沉淀中cl^-浓度低于120ppm，滤饼经离心机卸料口进入配浆槽，三级卧螺离心机的洗涤水用于井下采卤；

5）配浆：在配浆槽内，硫酸钙滤饼含水在10%，注入清水配浆，生成质量分数为8%的硫酸钙悬浮液。

实施例3

一种在芒硝井转采过程中高硝卤水的回收利用方法，步骤如下：

1）高硝卤水的预处理：将转采井的回卤管线接入硝水预处理罐，并使用用原料硝水或卤水对硝水预处理罐罐内的硝水进行调节，使得罐内液相的组成稳定在氯化钠285g/l，硫酸钠65g/l，密度1225g/l范围内，同时完成沉降除杂的过程；

2）化学合成过程：将步骤1）得到的硝水和浓钙液按照摩尔比为1：1.3，分别泵入到化合罐中，搅拌速度为130r/min，反应生产沉淀硫酸钙和清液氯化钠，通过控制添加速率、搅拌速度和停留时间，使反应生成的二水硫酸钙粒度均匀，控制d50尺寸≤60微米；

3）过滤分离：将步骤2）中的沉淀硫酸钙和清液氯化钠进行过滤分离，浆液经过化合罐的沉降装置，依次经旋流器和卧螺离心机处理，滤液收集送至一次卤水罐，滤饼三级洗涤环节；

4）三级洗涤：将滤饼与清水混合进行洗涤得到悬浮液，先增稠再抽滤，悬浮液经三级卧螺离心机进行固液分离，保证硫酸钙沉淀中cl^-浓度低于120ppm，滤饼经离心机卸料口进入配浆槽，三级卧螺离心机的洗涤水用于井下采卤；

5）配浆：在配浆槽内，硫酸钙滤饼含水在12%，注入清水配浆，生成质量分数为10%的硫酸钙悬浮液。

下面根据国标对上述三个实施例得到的硫酸钙悬浮液进行测试。

吸取10ml反应后生成的高纯卤水（一次卤水罐中的液体）定容至250ml，吸取10ml定容后的样品溶液，置于150ml锥形瓶中，参照gb/t13025.5制盐工业通用试验方法氯离子的测定方法及gb/t13025.8制盐工业通用试验方法硫酸根的测定方法及gb/t13025.8制盐工业通用试验方法钙和镁的测定方法，进行样品进行化验分析。检测结果显示高纯卤水的主要成分见下表：

。

卤水中氯化钠含量》295g/l，硫酸钠《25g/l，硫酸钙《5g/l，符合下游企业对原料卤水的进厂要求。同时生成的硫酸钙沉淀取少量，做扫描电镜观察其微观形貌，见图1，可见颗粒尺寸均匀，分散性良好。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。