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【摘 要】 通过对一日的湿分解完成液稀释冷析试验,提出了实现原料新平衡的条件。
【关键词】 卤水;结晶碱;湿分解完成液
苏尼特碱业有限公司经过近20年的生产,现天然碱矿已接近贫尾矿生产,以往水溶采制取卤水、结晶碱生产方式为将碳化母液及杂水排往湖下制取卤水生产,随着多年生产循环运行制取卤水,造成湖区Na2SO4和NaCl富积,在卤水中Na2SO4和NaCl浓度增加,已经超过卤水组份中的有效总碱浓度,卤水浓度在最高时各组分含量:NaCl为150g/l、Na2SO4为150g/l,Na2CO3为100g/l、NaHCO3为12g/l、总盐为412g/l。近几年在制取结晶碱过程当中,已经出现Na2SO4·10H2O,组份含量大于等于总碱含量,并且结晶碱中含有大量倍半碱(Na2CO3·NaHCO3·2H2O),在化碱过程当中成本高效益差,为了使湖区卤水的各成分进行分离,我公司对湿分解完成液进行冷析试验,结果如下表:
某日湿分解完成液稀释冷析试验分析表(2000ml完成液)
名称 总碱 Na2CO3 NaHCO3 NaCL Na2SO4 比重 温度
完成液(g/L) 49.6 37.9 18.5 67.2 100.9 1.21 32℃
500ml完成液中加入140ml水
名称 总碱 Na2CO3 NaHCO3 NaCL Na2SO4 析晶后的体积 结晶重量
液相(g/L) 39.5 31.6 12.5 56.0 21.6 550ml
固相(%) 1.48 1.27 0.34 0.88 36.0 98.75g
500ml完成液中加入190ml水
名称 总碱 Na2CO3 NaHCO3 NaCL Na2SO4 析晶后的体积 结晶重量
液相(g/L) 33.7 26.3 11.7 49.8 30.0 610ml
固相(%) 1.56 0.89 1.06 0.79 37.8 85.63g
500ml完成液中加入240ml水
名称 总碱 Na2CO3 NaHCO3 NaCL Na2SO4 析晶后的体积 结晶重量
液相(g/L) 33.1 27.4 9.0 47.0 27.9 658ml
固相(%) 1.35 0.90 0.71 0.80 35.4 81.7g
500ml完成液中加入290ml水
名称 总碱 Na2CO3 NaHCO3 NaCL Na2SO4 析晶后的体积 结晶重量
液相(g/L) 31.6 24.6 11.0 44.2 30.8 712ml
固相(%) 1.59 1.36 0.36 0.91 35.1 69.06g
500ml完成液中加入340ml水
名称 总碱 Na2CO3 NaHCO3 NaCL Na2SO4 析晶后的体积 结晶重量
液相(g/L) 30.9 26.3 7.3 42.9 36.5 770ml
固相(%) 1.27 1.04 0.37 0.69 35.8 58.67g
7月5日冷析实验
总碱 Na2CO3 NaHCO3 NaCL Na2SO4 比重
完成液分析(g/L) 50.3 40 16.3 75 99.4 1.18
1:混合液1000mL+200mL水(g/L) 41.66 32.7 14.2 57.3 82.4 1.15
2:混合液1000mL+300mL水(g/L) 37.1 30.5 10.3 52.3 78.8 1.14
3:完成液1000mL(g/L)
将上述3种混合液冷却至10℃有细微结晶,溶液混浊。继续冷却至-2℃,有结晶析出分析
1:结晶(%) 1.8 1.7 0.2 1.2 38.4 188.71克(析出) 液相体积
1:液相(g/L) 42.3 34.1 13 61.6 23.9 1.11 1040mL
2:结晶(%) 1.8 1.3 0.8 1.3 41.2 194.93克(析出)
2:液相(g/L) 40.0 31.6 13.3 59.1 14.7 1.1 1120mL
3:结晶(%) 1.8 1.4 0.7 1.3 36.5 223.80克(析出)
3:液相(g/L) 50.0 38.7 17.9 76.6 21.3 1.13 810mL
1、加20%的水,有6.75%的总碱伴随析出,72.9%的Na2SO4与Na2SO4·H2O形式析出
2、加30%的水,有6.98%的总碱伴随析出,80.8%的Na2SO4与Na2SO4·H2O形式析出
3、完成液冷析后8%的总碱伴随析出,82%的Na2SO4与Na2SO4·H2O形式析出
通过试验结果可以得出,碳化母液湿分解以后的完成液,在0℃左右可以析出80%左右的Na2SO4以Na2SO4·10H2O形式结晶析出而在其中带走损失的总碱为7%左右,鉴于试验结论,我公司可将杂水及湿分解完成液制卤过程中通过东围堤及5#坝合计面积为400万平方米,正常生产过程中每天杂水及湿分解完成液总量为2000立方米,并且本地气温在4月底之前及10月之后气温均在0℃以下,正好适用于冷析Na2SO4,然后东围堤及5#坝合计面积为400万平方米能够储存夏季5个月生产过程中排放的杂水及湿分解完成液总量,使储存的液体达到0℃左右冷析后使结晶硝(Na2SO4·10H2O)析出,将碱液集中排往湖区,从而达到分离Na2SO4的作用。基于以上便利条件特作如下析硝平衡表:
通过以上物料平衡表可以得出,将大部分硝冷析在东围堤以备以后制取元明粉为原料储备。剩余液体来制取卤水或结晶碱,在制卤过程当中加入熟石灰水(石灰窑煅烧后的石灰加水制得)可降低NaHCO3浓度,防止或减少倍半碱(Na2CO3·NaHCO3·2H2O)产生,提高原料利用率,降低生产成本,延长矿区服务年限,以后如果NaCl含量积累过高时进行深度冷却,将制完结晶碱的浓盐水另外排出储存。从而达到先冷析分离Na2SO4;有效碱在制碱过程当中进行提取;最后剩余主要组分为盐,将矿物三大组分得以分离,为以后生产元明粉及工业盐等副产品储备原料。
【关键词】 卤水;结晶碱;湿分解完成液
苏尼特碱业有限公司经过近20年的生产,现天然碱矿已接近贫尾矿生产,以往水溶采制取卤水、结晶碱生产方式为将碳化母液及杂水排往湖下制取卤水生产,随着多年生产循环运行制取卤水,造成湖区Na2SO4和NaCl富积,在卤水中Na2SO4和NaCl浓度增加,已经超过卤水组份中的有效总碱浓度,卤水浓度在最高时各组分含量:NaCl为150g/l、Na2SO4为150g/l,Na2CO3为100g/l、NaHCO3为12g/l、总盐为412g/l。近几年在制取结晶碱过程当中,已经出现Na2SO4·10H2O,组份含量大于等于总碱含量,并且结晶碱中含有大量倍半碱(Na2CO3·NaHCO3·2H2O),在化碱过程当中成本高效益差,为了使湖区卤水的各成分进行分离,我公司对湿分解完成液进行冷析试验,结果如下表:
某日湿分解完成液稀释冷析试验分析表(2000ml完成液)
名称 总碱 Na2CO3 NaHCO3 NaCL Na2SO4 比重 温度
完成液(g/L) 49.6 37.9 18.5 67.2 100.9 1.21 32℃
500ml完成液中加入140ml水
名称 总碱 Na2CO3 NaHCO3 NaCL Na2SO4 析晶后的体积 结晶重量
液相(g/L) 39.5 31.6 12.5 56.0 21.6 550ml
固相(%) 1.48 1.27 0.34 0.88 36.0 98.75g
500ml完成液中加入190ml水
名称 总碱 Na2CO3 NaHCO3 NaCL Na2SO4 析晶后的体积 结晶重量
液相(g/L) 33.7 26.3 11.7 49.8 30.0 610ml
固相(%) 1.56 0.89 1.06 0.79 37.8 85.63g
500ml完成液中加入240ml水
名称 总碱 Na2CO3 NaHCO3 NaCL Na2SO4 析晶后的体积 结晶重量
液相(g/L) 33.1 27.4 9.0 47.0 27.9 658ml
固相(%) 1.35 0.90 0.71 0.80 35.4 81.7g
500ml完成液中加入290ml水
名称 总碱 Na2CO3 NaHCO3 NaCL Na2SO4 析晶后的体积 结晶重量
液相(g/L) 31.6 24.6 11.0 44.2 30.8 712ml
固相(%) 1.59 1.36 0.36 0.91 35.1 69.06g
500ml完成液中加入340ml水
名称 总碱 Na2CO3 NaHCO3 NaCL Na2SO4 析晶后的体积 结晶重量
液相(g/L) 30.9 26.3 7.3 42.9 36.5 770ml
固相(%) 1.27 1.04 0.37 0.69 35.8 58.67g
7月5日冷析实验
总碱 Na2CO3 NaHCO3 NaCL Na2SO4 比重
完成液分析(g/L) 50.3 40 16.3 75 99.4 1.18
1:混合液1000mL+200mL水(g/L) 41.66 32.7 14.2 57.3 82.4 1.15
2:混合液1000mL+300mL水(g/L) 37.1 30.5 10.3 52.3 78.8 1.14
3:完成液1000mL(g/L)
将上述3种混合液冷却至10℃有细微结晶,溶液混浊。继续冷却至-2℃,有结晶析出分析
1:结晶(%) 1.8 1.7 0.2 1.2 38.4 188.71克(析出) 液相体积
1:液相(g/L) 42.3 34.1 13 61.6 23.9 1.11 1040mL
2:结晶(%) 1.8 1.3 0.8 1.3 41.2 194.93克(析出)
2:液相(g/L) 40.0 31.6 13.3 59.1 14.7 1.1 1120mL
3:结晶(%) 1.8 1.4 0.7 1.3 36.5 223.80克(析出)
3:液相(g/L) 50.0 38.7 17.9 76.6 21.3 1.13 810mL
1、加20%的水,有6.75%的总碱伴随析出,72.9%的Na2SO4与Na2SO4·H2O形式析出
2、加30%的水,有6.98%的总碱伴随析出,80.8%的Na2SO4与Na2SO4·H2O形式析出
3、完成液冷析后8%的总碱伴随析出,82%的Na2SO4与Na2SO4·H2O形式析出
通过试验结果可以得出,碳化母液湿分解以后的完成液,在0℃左右可以析出80%左右的Na2SO4以Na2SO4·10H2O形式结晶析出而在其中带走损失的总碱为7%左右,鉴于试验结论,我公司可将杂水及湿分解完成液制卤过程中通过东围堤及5#坝合计面积为400万平方米,正常生产过程中每天杂水及湿分解完成液总量为2000立方米,并且本地气温在4月底之前及10月之后气温均在0℃以下,正好适用于冷析Na2SO4,然后东围堤及5#坝合计面积为400万平方米能够储存夏季5个月生产过程中排放的杂水及湿分解完成液总量,使储存的液体达到0℃左右冷析后使结晶硝(Na2SO4·10H2O)析出,将碱液集中排往湖区,从而达到分离Na2SO4的作用。基于以上便利条件特作如下析硝平衡表:
通过以上物料平衡表可以得出,将大部分硝冷析在东围堤以备以后制取元明粉为原料储备。剩余液体来制取卤水或结晶碱,在制卤过程当中加入熟石灰水(石灰窑煅烧后的石灰加水制得)可降低NaHCO3浓度,防止或减少倍半碱(Na2CO3·NaHCO3·2H2O)产生,提高原料利用率,降低生产成本,延长矿区服务年限,以后如果NaCl含量积累过高时进行深度冷却,将制完结晶碱的浓盐水另外排出储存。从而达到先冷析分离Na2SO4;有效碱在制碱过程当中进行提取;最后剩余主要组分为盐,将矿物三大组分得以分离,为以后生产元明粉及工业盐等副产品储备原料。