一种热浓硝酸铵溶液去除铁、镁离子的方法及其装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于硝酸铵技术领域，更具体地说，涉及一种热浓硝酸铵溶液去除铁、镁离子的方法及其装置。
【背景技术】
[0002]硝酸铵是由硝酸和氨反应生成的盐，为白色的结晶体，分子量80，含氮量35%，氮是以铵态(NH4+)和硝酸态(NO3)两种形态存在。热浓硝酸铵溶液在生产过程中可大幅度减少蒸汽用量、在运输过程可确保产品的安全，同时降低了生产企业人工成本、实现化工生产的本质安全。现作为环保型产品，得到了国家有关部委的高度认可。工业和信化部把液体硝酸铵产品正式列入《中国民爆器材行业“十二五”发展规划纲要》，并作为新产品在民爆器材行业大力推广。随着技术进步，液体硝酸铵代替固体硝酸铵直接应用于工业炸药生产的工艺是今后技术发展主流。目前国家要求浓硝酸铵溶液结晶温度以上为澄清透明水样物，但实际生产中，热浓硝酸铵溶液往往呈现浑浊状，颜色为黄色直至红棕色。分析后得知，液体硝酸铵产品原料为稀硝酸和气氨，而稀硝酸部分来源于间硝硝镁法装置(使用硝酸镁提浓稀硝酸装置)的副产酸，必然含有镁离子，而镁离子在溶液中含量超过lOppm，即可使硝酸铵溶液呈现黄色；气氨来源于合成氨装置，由于合成氨装置催化剂主体成分为铁的氧化物，往往造成气氨中含铁离子，而铁离子在溶液中含量超过5ppm，即可使硝酸铵溶液呈现红棕色。在工业炸药生产中，要求液体硝酸铵澄清透明，否则影响产品质量甚至操作安全。
[0003]经检索，《硝酸铵成品颜色异常原因分析》(化工通讯设计，2006年6月，第32卷第2期，周启红、邓良健、罗剑勋)中针对硝酸铵成品颜色的异常进行了分析，该文献中采用化学分析的手段分析颜色异常的硝酸铵中的可能掺杂成分，并给出了建议措施。其认为硝酸铵的颜色异常主要是因为Cl的积累以及系统中存在的铁垢，建议措施也是着重于生产过程的预防。该文献虽然也是探讨硝酸铵颜色的异常，但提出的问题与上述提出的问题并不一致，其解决方法也不适用于上述问题。因此，针对来自生产原料的铁、镁离子引起的硝酸铵颜色不符合国家要求的问题，急需一种解决办法。
【发明内容】
[0004]1.发明要解决的技术问题
[0005]本发明为解决上述问题，也为提供一种颜色澄清透明、质量上乘的热浓硝酸铵溶液，提出了一种热浓硝酸铵溶液去除铁、镁离子的方法及其装置。采用本发明的技术方案，通过添加稀氨水使铁、镁离子形成沉淀，脱除沉淀后加稀硝酸调节PH值，最终使热浓硝酸铵溶液脱色以满足产品质量。
[0006]2.技术方案
[0007]本发明的一种热浓硝酸铵溶液去除铁、镁离子的装置，包括硝酸铵溶液进料管、沉降槽、稀氨水加料管、产品槽和稀酸进料管，所述的沉降槽顶部与硝酸铵溶液进料管连通，稀氨水加料管通入沉降槽内，所述沉降槽的出料管与所述产品槽顶部连通，所述稀酸进料管通入产品槽内。
[0008]更进一步地，还包括氨水雾化器和稀酸雾化器，所述的氨水雾化器位于沉降槽内部，稀氨水加料管与氨水雾化器连通，所述的稀酸雾化器位于产品槽内部，稀酸进料管与稀酸雾化器连通。
[0009]更进一步地，所述的沉降槽为圆柱罐状，其底部为锥形，所述的氨水雾化器内置于沉降槽圆部与锥形部结合处，所述的稀酸雾化器位于产品槽底部。
[0010]更进一步地，还包括栗前过滤器和地下槽，所述沉降槽的出料管位于沉降槽侧面，沉降槽的侧面出料管经过栗前过滤器通过栗前过滤器的排污口与第二排污管连通，所述沉降槽的底部锥形根部连接有第一排污管，所述第一排污管与所述第二排污管和地下槽顶部连通。
[0011]更进一步地，还包括输送栗和产品输送栗，所述沉降槽的侧面出料管经过栗前过滤器、输送栗与所述产品槽顶部连通，所述输送栗的进口端与栗前过滤器的出料口连通，输送栗出口端与产品槽顶部连通，所述产品输送栗的进口端与产品槽的底部出料管连通，产品输送栗的出口端与外界连通。
[0012]更进一步地，所述的第一排污管设有第一排污阀，所述的第二排污管上设有第二排污阀。
[0013]本发明的一种热浓硝酸铵溶液去除铁、镁离子的工艺，其特征在于:其步骤如下:步骤一、向热浓硝酸铵溶液中加稀氨水，氨水部分电离，使溶液pH值为7-8，以利于形成氢氧化镁和氢氧化铁沉淀，所述的稀氨水浓度为2-8% ;步骤二、去除步骤一形成的沉淀并回收；步骤三、向步骤二处理后的热浓硝酸铵加稀硝酸，调整溶液PH值在4-7之间，所述的稀硝酸浓度为2-15%。本发明依据氢氧化镁、氢氧化铁溶度积低(常温下分别为5.61x10-12和2.79x10-39)的特性，使镁离子、铁离子在碱性条件下转化为氢氧化镁和氢氧化铁沉淀，去除沉淀杂质后调整PH值以达到使热浓硝酸铵溶液颜色澄清的目的。
[0014]更进一步地，工艺实施的装置包括沉降槽和产品槽，所述的沉降槽顶部与硝酸铵溶液进料管连通，所述的沉降槽为圆柱罐状，其底部为锥形，所述的沉降槽圆部与锥形部结合处内置有一氨水雾化器，氨水雾化器与稀氨水加料管连通，所述沉降槽的侧面出料管经过栗前过滤器通过栗前过滤器的排污口与第二排污管连通，所述沉降槽的底部锥形根部连接有第一排污管，所述第一排污管与所述第二排污管与地下槽顶部连通；所述沉降槽的侧面出料管经过栗前过滤器、输送栗与产品槽顶部连通，所述输送栗的进口端与栗前过滤器的出料口连通，输送栗出口端与产品槽顶部连通，所述的产品槽底部内置有一稀酸雾化器，稀酸雾化器与稀酸进料管连通，还设有一产品输送栗，所述产品输送栗的进口端与产品槽的底部出料管连通，产品输送栗的出口端与外界连通。
[0015]更进一步地，其步骤为:打开硝酸铵溶液进料管的阀门，热浓硝酸铵溶液灌进沉降槽内，分析热浓硝酸铵溶液的pH值后，打开稀氨水加料管的阀门，通过氨水雾化器加入相应浓度和量的稀氨水，氨水部分电离，ΝΗ3+Η20 — ΝΗ4++0Η，使溶液pH值为7-8 ;静置形成沉淀，打开第一排污阀，沉淀从第一排污管进入地下槽，后打开栗前过滤器与第二排污阀再次过滤除杂；打开输送栗，去除铁、镁离子的热浓硝酸铵溶液从产品槽顶部进入产品槽，分析PH值，打开稀酸进料管的阀门，通过稀酸雾化器加入相应浓度和量的稀硝酸，调整溶液pH值在4-7之间；打开产品输送栗，成品热浓硝酸铵溶液送往外界。
[0016]更进一步地，所述的稀氨水浓度为3-6% ;所述的稀硝酸为浓度3-6%。经实际证实，浓度在3-6%的稀氨水和浓度在3-6%的稀硝酸能够快速平稳的调节热浓硝酸铵达到预定的PH值范围。
[0017]3.有益效果
[0018]采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果:
[0019](I)本发明的一种热浓硝酸铵溶液去除铁、镁离子的工艺，依据氢氧化镁、氢氧化铁溶度积低的特性，使镁离子、铁离子在碱性条件下转化为氢氧化镁和氢氧化铁沉淀，去除沉淀杂质后调整PH值，操作简单，能够快速使热浓硝酸铵溶液析出氢氧化铁和氢氧化镁沉淀，去除溶液中由生产原料带来的铁、镁离子，使溶液颜色澄清，消除杂质可能的隐患，符合溶液要求。
[0020](2)本发明的一种热浓硝酸铵溶液去除铁、镁离子的工艺，添加稀氨水静置沉淀后产生的沉淀利用沉降槽和栗前过滤器多次脱除，除杂能耗低、效果明显，使产品铁、镁离子含量大大降低，并且沉淀回收至地下槽内，既预防沉淀直接排放带来的污染，也可为后续处理再次利用做铺垫。
[0021](3)本发明的一种热浓硝酸铵溶液去除铁、镁离子的装置，稀氨水通过内置于沉降槽圆部与锥形部结合的氨水雾化器加入，稀硝酸通过置于产品槽底部的稀酸雾化器加入，对于产量很大的热浓硝酸铵来说，若是直接加稀氨水或稀硝酸，会产生局部堆积无法均匀分散的问题，而通过雾化之后可以将酸碱都均匀的加入热浓硝酸铵中，使得加碱后热浓硝酸铵快速达到预定的PH值范围，铁、镁离子形成沉淀的速度快、效率高，去除铁、镁离子更彻底，之后能迅速均匀的调节PH值达到要求范围。
[0022](4)本发明的一种热浓硝酸铵溶液去除铁、镁离子的装置，利用沉降槽的锥形底部先将沉淀进行粗除，此外还设有栗前过滤器，而后利用过滤器进一步对溶液中剩余的杂质进行过滤，两种除杂方式结合使用，能耗较低但是除杂效果明显，使产品铁、镁离子含量远远低于同类型生产厂家。
[0023](5)本发明的一种热浓硝酸铵溶液去除铁、镁离子的装置，所需设备易购，组装方便，原理简单，能很好脱除铁、镁离子，提高了产品品质，较好的满足下游民爆厂的质量和安全需求。
【附图说明】
[0024]图1为本发明一种热浓硝酸铵溶液去除铁、镁离子的装置的结构示意图。
[0025]示意图中的标号说明:
[0026]1、硝酸铵溶液进料管；2、沉降槽；3、稀氨水加料管；4、氨水雾化器；5、第一排污管；51、第一排污阀；6、栗前过滤器；7、第二排污管；71、第二排污阀；8、地下槽；9、输送栗；10、产品槽；11、稀酸进料管；12、稀酸雾化器；13、产品输送栗。
【具体实施方式】
[0027]为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。
[0028]如图1所示，本发明的一种热浓硝酸铵溶液去除铁、镁离子的装置，包括硝酸铵溶液进料管1、沉降槽2、稀氨水加料管3、氨水雾化器4、栗前过滤器6、地下槽8、产品槽10、稀酸进料管11和稀酸雾化器12，所述的沉降槽2顶部与硝酸铵溶液进料管I连通，所述的沉降槽2为圆柱罐状，其底部为锥形，所述的氨水雾化器4内置于沉降槽2圆部与锥形部结合处，稀氨水加料管3与氨水雾化器4连通；所述沉降槽2的侧面出料管经过栗前过滤器6通过栗前过滤器6的排污口与第二排污管7连通，所述沉降槽2的底部锥形根部连接有第一排污管5，所述的第一排污管5设有第一排污阀51，所述的第二排污管7上设有第二排污阀71，所述第一排污管5与所述第二排污管7和地下槽8顶部连通。所述沉降槽2的侧面出料管经过栗前过滤器6、输送栗9与所述产品槽10顶部连通，所述输送栗9的进口端与栗前过滤器6的出料口连通，输送栗9出口端与产品槽10顶部连通，所述的稀酸雾化器12位于产品槽10底部，所述稀酸进料管11通入产品槽10内；所述产品输送栗13的进口端与产品槽10的底部出料管连通，产品输送栗13的出口端连接外界槽车等容器。
[0029]下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
[0030]实施例1
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