專利名稱：鈉硝礦石制備NaNO₃多級(jí)浸取液循環(huán)利用工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用對(duì)預(yù)處理后鈉硝礦石浸取NaN03成分過程中浸 取液以及洗滌液循環(huán)利用工藝技術(shù)，尤其是鈉硝礦石制備NaN03多級(jí)浸 取液循環(huán)利用工藝。
二背景技術(shù)：
硝石礦物的開發(fā)利用技術(shù)正在受到重視，硝石礦物中的鹽類，主要 是NaN03、 NaCl和化2304等，均易溶于水，它們各自在水中的溶解度隨 溫度的變化，如其中硝酸鈉NaN(M乍為大宗工農(nóng)業(yè)原材料應(yīng)用十分廣泛。 硝酸鈉在農(nóng)業(yè)上用作肥料，特別適用于果殼類作物，塊根作物，如甜菜、 蘿卜等。同時(shí)也是制造硝酸鉀、炸藥、苦味酸、染料等的原料；也用作 玻璃生產(chǎn)的消泡劑、脫色劑、.澄清劑及氧化助熔劑；搪瓷工業(yè)用作氧化 劑和助熔劑，用于配制琺瑯粉；機(jī)械工業(yè)用作金屬清洗劑，配制黑色金 屬發(fā)藍(lán)劑；冶金工業(yè)用作鋁合金熱處理劑；輕工業(yè)用作煙草助燃劑；醫(yī) 藥工業(yè)用作青霉素的培養(yǎng)基；還可用作熔融燒堿的脫色劑。此外，還可 作為冷凍劑、肉類罐頭的發(fā)色劑等。目前我國(guó)的硝酸鈉由于受資源所限, 產(chǎn)量較小，以工業(yè)用途為主。其生產(chǎn)工藝路線歸納起來有兩種 一種是 礦石浸取后，鹵水加熱蒸發(fā)，過濾分離氯化鈉、硫酸鈉后，再冷卻結(jié)晶 制取硝酸鈉，此工藝流程的缺點(diǎn)是能耗高、生產(chǎn)成本高、產(chǎn)品質(zhì)量低； 另一種是日曬蒸發(fā)流程，即礦石破碎、浸濾，卣水送鹽田日曬蒸發(fā)，分 離后所得粗鹽送精加工車間生產(chǎn)硝酸鈉，此工藝路線的優(yōu)點(diǎn)是充分利用太陽能，并有利于低品位礦石的開發(fā)利用，但耗水量大。目前較為先進(jìn)
的技術(shù)在于對(duì)于處理后的硝石礦料進(jìn)行浸取、冷析出含NaN03初產(chǎn)品， 而由于浸取和洗滌工藝一般需要大量消耗水資源，而且還存在即時(shí)進(jìn)行 復(fù)雜的處理進(jìn)化后排出生產(chǎn)廢水仍然會(huì)對(duì)環(huán)境造成較大影響，這正是公 知技術(shù)中已引起注意的普遍問題。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于，提出一種能夠更加充分利用水資源，實(shí)現(xiàn) 節(jié)約用水及減少?gòu)U水排放的生產(chǎn)用水循環(huán)利用技術(shù)，即鈉硝礦石制備 NaN03多級(jí)浸取液循環(huán)利用工藝。
本發(fā)明的發(fā)明目的通過以下措施實(shí)現(xiàn)，對(duì)預(yù)處理后的礦石浸取，浸 取液經(jīng)過冷析結(jié)晶后的液體返回再次用于下一級(jí)浸取。
本發(fā)明由于循環(huán)利用浸取液等工作液體，廢水排放量較少，即使是 最后一級(jí)產(chǎn)品洗液， 一般可以排放到鹽田蒸發(fā)并濃縮后再循環(huán)利用；該 工藝充分利用洗液和冷析液，耗水少，廢水排放量較少，同時(shí)減少了尾 液排放鹽田，以減少鹽田修建面積，減少了投資，降低了生產(chǎn)成本，工 藝簡(jiǎn)明，易于實(shí)施。
四

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1工藝水循環(huán)利用示意圖
五具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:洗滌礦渣后洗液用于對(duì)預(yù)處理后的礦石浸取，浸取液經(jīng) 過冷析結(jié)晶后的液體返回再次用于下一級(jí)浸取。冷析結(jié)晶后的固體析出 物經(jīng)離心分離得初產(chǎn)品經(jīng)洗液洗滌提高純度，洗滌后液體用于浸取。硝石礦經(jīng)破碎至一定粒度(粒徑2cm以下)后，固體礦石和粉礦一起 裝填至浸取洗滌塔中，用含NaNO3350g/l的浸取液在浸取洗滌塔中，于 5(TC條件下進(jìn)行多級(jí)逆流浸取，獲得含NaNO3470g/1的浸取完成液送低 溫分離工段進(jìn)行冷卻至5'C析鹽，分離洗滌、干燥產(chǎn)出硝酸鈉產(chǎn)品，冷 析單程產(chǎn)率為25~32%,產(chǎn)品含NaN0398. 7%,含NaNO3350g/l分離母液 送回浸取工段再進(jìn)行礦石的循環(huán)逆流浸取。浸取后的礦渣經(jīng)洗滌后其硝 酸根的含量小于0. 5%，達(dá)到了礦渣排放要求。
從Na7/N0r、C廠、S0廣一H20四元水鹽體系及多溫溶解度數(shù)據(jù)可知 NaN03、 NaCl和D鹽(NaN03 . Na2S04 . H20 )三相共飽點(diǎn)卣水中，Na亂的 含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于NaCl和化2304的含量。這種趨勢(shì)隨著溫度的升高而加劇。 例如50。C時(shí)該三相共飽點(diǎn)鹵水含NaN03高達(dá)40. 21%, NaCl為9.78%, Na2S0^只有1.62°/。，由此可推斷鈉硝石礦在浸取過程中，礦石中NaN03 幾乎可全部溶于浸取液中，而礦石中NaCl和化2304只有少部分溶于浸 取液中。在浸取過程中，隨著浸取的進(jìn)行，當(dāng)浸取液中硝酸鈉的濃度上 升到一定水平時(shí)，開始浸取階段溶解并進(jìn)入溶液中的NaCl和Na2S04由
于鹽析作用又將析出，并留在固體礦渣中。
實(shí)施例2:從礦山開釆的含NaN03約6"/。的鈉硝石20. 754噸，用載重
汽車運(yùn)至破礦場(chǎng)用鄂式破碎機(jī)破碎一篩分一破碎至粒徑《"mm，散失礦 石粉塵0. 042咱，再用手拉推斗車將于處理后的粉碎礦石20. n2噸運(yùn) 送至移動(dòng)斗式提升機(jī)內(nèi)，經(jīng)提升機(jī)將破碎好的礦添加至浸取槽頂部，再 用浸取液浸取，每槽浸取5次，洗滌三次，每槽的第一次洗液用作下一 槽的第五次浸取液，最后一次洗滌用清水洗滌。以淡水3.512 13，洗滌礦渣，礦渣洗液3.65 13，用作浸取液，洗滌后礦渣19.474噸外排，浸取完 成液9. 073 口屯經(jīng)冷析結(jié)晶，冷析后液體6. 831噸引回進(jìn)行下一級(jí)浸取， 冷析結(jié)晶后的固體析出物經(jīng)離心分離得初產(chǎn)品即粗硝酸鈉1.173噸，經(jīng) 0.059 m3洗液洗滌提高純度得較純的硝酸鈉1.09噸，干燥后得純度干 基的質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%的1噸硝酸鈉NaN03，洗滌后液體0. 142 1113返回用于 浸取。
礦石中NaN03在溶解于浸取液時(shí)屬吸熱反應(yīng)，NaN03溶解熱為 21.06KJ/mol,加熱有利于礦石中NaN03的溶解浸出。因此在較高的溫度 下進(jìn)行浸取，可使礦石中的NaN03盡可能多的溶于浸取液中，當(dāng)浸取液 中NaN03含量達(dá)到適當(dāng)濃度后，將浸取液進(jìn)行冷析結(jié)晶產(chǎn)出NaN03產(chǎn)品。 當(dāng)浸取液中NaN03> 450g/l，用管道泵將浸取液抽送至冷析槽冷卻至5 。C后離心固液分離出硝酸鈉初產(chǎn)品，初產(chǎn)品袋裝封好運(yùn)送至庫(kù)房備用， 分離后的母液返回臨時(shí)儲(chǔ)槽加熱至5(TC左右進(jìn)入浸取工段。
將冷析液或浸取液加熱到50 55。C后進(jìn)槽進(jìn)行逆流浸取,為保證新 的浸取槽的溫度，冷析液或浸取液進(jìn)入新裝礦的槽子前加熱溫度應(yīng)達(dá)到 55~60°C,每槽浸取5次，每次浸取須浸取10小時(shí)，共浸取50小時(shí)， 每次浸取液控制在7. 01113左右，最后一次浸取完成時(shí)，不再進(jìn)鹵，從浸 取槽底部排出全部鹵水，該槽即進(jìn)入洗滌階段。當(dāng)浸取液中的NaN03的 含量達(dá)到450 g/1以上時(shí)，該浸取液排出浸取系統(tǒng)進(jìn)入冷析系統(tǒng)。
每個(gè)浸取槽浸取5次后進(jìn)入洗滌階段，共洗滌3次，每次洗滌浸渣 IO小時(shí)，每槽第一次洗滌液作為下一槽的第5次浸取原液，第二次洗滌 液作為下一槽的第一次洗水，第三次洗滌液作為下一槽的第二次洗水，第三次用清水洗滌，浸泡10小時(shí)后從浸取槽底部排出通過地溝流入尾 液儲(chǔ)槽。
將來自浸取過程中的高濃度鹵水(NaNO3的含量達(dá)450g/1以上)即 浸取完成液泵入冷析槽中，啟動(dòng)冷凍機(jī)組和攪拌機(jī)，控制冷析槽中物料 溫度在5士rC范圍，待物料溫度達(dá)到5。C后再恒溫冷析6小時(shí)，再將物
料從冷析槽出料閥排出進(jìn)行離心分離。固、液相分別取樣分析，液相即 進(jìn)入浸取階段。
控制浸取溫度在50。C 55X:之間，隨浸取級(jí)數(shù)的增加，NaN03濃度 明顯變大， 一般情況下，當(dāng)浸取級(jí)數(shù)為2~3時(shí)，浸取液中Na冊(cè)3的濃度 可以達(dá)到450g/l以上即能滿足冷析對(duì)浸取完成液的要求，每槽浸取到 第4~5次時(shí)，NaN03的濃度接近浸取完成液冷析后的分離母液的濃度 350g/l ;通過浸取5次，洗滌三次，最后一次用清水洗滌，控制清水 用量為3. 5m3左右，其尾液中NaN03濃度達(dá)到排空要求，礦渣不必再洗滌； 對(duì)每一個(gè)浸取槽而言，在浸取和洗滌過程中，浸取液中NaN03的濃度隨 浸取、洗滌過程依次有規(guī)律的減小，NaCl和Na2S04含量依次增加。
礦渣通過洗滌后，浸取礦渣中NOr為0.44%,小于O. 5%,達(dá)到排放 的要求；在保證浸取礦渣達(dá)到排放的要求的條件下，減少洗水用量，控
制洗水量為3.5m3左右，減少或盡量避免尾液的排放。
在洗滌產(chǎn)品時(shí)，用淡水洗滌，不可避免地要溶解一部分NaN03,因 此，洗滌產(chǎn)品時(shí)，采用飽和硝酸鈉溶液(5'C)作為淋洗液，將離心分離 后的硝酸鈉產(chǎn)品洗滌三次。本發(fā)明實(shí)施例廢水排放量較少，主要是多余的第三次洗液， 一般可
以排放到鹽田蒸發(fā)并濃縮后再循環(huán)利用；該工藝充分利用洗液和冷析 液，耗水少，廢水排放量較少，同時(shí)減少了尾液排放鹽田，以減少鹽田 修建面積，減少了投資，降低了生產(chǎn)成本。
權(quán)利要求
1、鈉硝礦石制備NaNO3多級(jí)浸取液循環(huán)利用工藝，其特征在于，對(duì)預(yù)處理后的礦石浸取，浸取液經(jīng)過冷析結(jié)晶后的液體返回再次用于下一級(jí)浸取。
2、如權(quán)利要求l所述的鈉硝礦石制備NaN03多級(jí)浸取液循環(huán)利用工 藝，其特征在于，洗滌礦渣后洗液用于對(duì)預(yù)處理后的礦石浸取，浸取液 經(jīng)過冷析結(jié)晶后的液體返回再次用于下 一 級(jí)浸取，析結(jié)晶后的固體析出 物經(jīng)離心分離得初產(chǎn)品經(jīng)洗液洗滌提高純度，洗滌后液體用于浸取。
3 、如權(quán)利要求1所述的鈉硝礦石制備NaN03多級(jí)浸取液循環(huán)利用工 藝，其特征在于，從礦山開釆的含NaN03約6%的鈉硝石20. 754 p屯，用 載重汽車運(yùn)至破礦場(chǎng)用鄂式破碎機(jī)破碎一篩分一破碎至粒徑《20mm，散 失礦石粉塵0. 042噸，再用手拉推斗車將于處理后的粉碎礦石20. 712 噸運(yùn)送至移動(dòng)斗式提升機(jī)內(nèi)，經(jīng)提升機(jī)將破碎好的礦添加至浸取槽頂 部，再用浸取液浸取，每槽浸取5次，洗滌三次，每槽的第一次洗液用 作下一槽的第五次浸取液，最后一次洗滌用清水洗滌。以淡水3.512m3， 洗滌礦渣，礦渣洗液3. 65 1113,用作浸取液，洗滌后礦渣19. 474 p屯外排， 浸取完成液9. 073噸經(jīng)冷析結(jié)晶，冷析后液體 6.831噸引回進(jìn)行下一級(jí) 浸取，冷析結(jié)晶后的固體析出物經(jīng)離心分離得初產(chǎn)品即粗硝酸鈉1.173 噸，經(jīng)0. 059 013洗液洗滌提高純度得較純濕硝酸鈉1.09噸，干燥后得 純度干基的質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%的1噸硝酸鈉NaN03，洗滌后液體0. 142 1113返 回用于浸取。
全文摘要
鈉硝礦石制備NaNO₃多級(jí)浸取液循環(huán)利用工藝，涉及一種利用對(duì)預(yù)處理后鈉硝礦石浸取NaNO₃成分過程中浸取液以及洗滌液液循環(huán)利用工藝技術(shù)，對(duì)預(yù)處理后的礦石浸取，浸取液經(jīng)過冷析結(jié)晶后的液體返回再次用于下一級(jí)浸取。由于循環(huán)利用浸取液等工作液體，廢水排放量較少，即使是最后一級(jí)產(chǎn)品洗液，一般可以排放到鹽田蒸發(fā)并濃縮后再循環(huán)利用；該工藝充分利用洗液和冷析液，耗水少，廢水排放量較少，同時(shí)減少了尾液排放鹽田，以減少鹽田修建面積，減少了投資，降低了生產(chǎn)成本，工藝簡(jiǎn)明，易于實(shí)施。
文檔編號(hào)C01D9/00GK101306823SQ20071010831
公開日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2007年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月15日
發(fā)明者劉利鵬, 茆曉寶, 郝建委, 建 顧 申請(qǐng)人:新疆硝石鉀肥有限公司