鈉硝礦石制備NaNO₃多級浸取液循環利用工藝的制作方法

專利名稱：鈉硝礦石制備NaNO₃多級浸取液循環利用工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用對預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利用工藝技術，尤其是鈉硝礦石制備NaN03多級浸 取液循環利用工藝。
二背景技術：
硝石礦物的開發利用技術正在受到重視，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乍為大宗工農業原材料應用十分廣泛。 硝酸鈉在農業上用作肥料，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 玻璃生產的消泡劑、脫色劑、.澄清劑及氧化助熔劑；搪瓷工業用作氧化 劑和助熔劑，用于配制琺瑯粉；機械工業用作金屬清洗劑，配制黑色金 屬發藍劑；冶金工業用作鋁合金熱處理劑；輕工業用作煙草助燃劑；醫 藥工業用作青霉素的培養基；還可用作熔融燒堿的脫色劑。此外，還可 作為冷凍劑、肉類罐頭的發色劑等。目前我國的硝酸鈉由于受資源所限, 產量較小，以工業用途為主。其生產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，過濾分離氯化鈉、硫酸鈉后，再冷卻結晶 制取硝酸鈉，此工藝流程的缺點是能耗高、生產成本高、產品質量低； 另一種是日曬蒸發流程，即礦石破碎、浸濾，卣水送鹽田日曬蒸發，分 離后所得粗鹽送精加工車間生產硝酸鈉，此工藝路線的優點是充分利用太陽能，并有利于低品位礦石的開發利用，但耗水量大。目前較為先進
的技術在于對于處理后的硝石礦料進行浸取、冷析出含NaN03初產品， 而由于浸取和洗滌工藝一般需要大量消耗水資源，而且還存在即時進行 復雜的處理進化后排出生產廢水仍然會對環境造成較大影響，這正是公 知技術中已引起注意的普遍問題。
三
發明內容
本發明的發明目的在于，提出一種能夠更加充分利用水資源，實現 節約用水及減少廢水排放的生產用水循環利用技術，即鈉硝礦石制備 NaN03多級浸取液循環利用工藝。
本發明的發明目的通過以下措施實現，對預處理后的礦石浸取，浸 取液經過冷析結晶后的液體返回再次用于下一級浸取。
本發明由于循環利用浸取液等工作液體，廢水排放量較少，即使是 最后一級產品洗液， 一般可以排放到鹽田蒸發并濃縮后再循環利用；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，降低了生產成本，工 藝簡明，易于實施。
四

圖1是本發明實施例1工藝水循環利用示意圖
五具體實施例方式
實施例1:洗滌礦渣后洗液用于對預處理后的礦石浸取，浸取液經 過冷析結晶后的液體返回再次用于下一級浸取。冷析結晶后的固體析出 物經離心分離得初產品經洗液洗滌提高純度，洗滌后液體用于浸取。硝石礦經破碎至一定粒度(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條件下進行多級逆流浸取，獲得含NaNO3470g/1的浸取完成液送低 溫分離工段進行冷卻至5'C析鹽，分離洗滌、干燥產出硝酸鈉產品，冷 析單程產率為25~32%,產品含NaN0398. 7%,含NaNO3350g/l分離母液 送回浸取工段再進行礦石的循環逆流浸取。浸取后的礦渣經洗滌后其硝 酸根的含量小于0. 5%，達到了礦渣排放要求。
從Na7/N0r、C廠、S0廣一H20四元水鹽體系及多溫溶解度數據可知 NaN03、 NaCl和D鹽(NaN03 . Na2S04 . H20 )三相共飽點卣水中，Na亂的 含量遠遠大于NaCl和化2304的含量。這種趨勢隨著溫度的升高而加劇。 例如50。C時該三相共飽點鹵水含NaN03高達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，隨著浸取的進行，當浸取液中硝酸鈉的濃度上 升到一定水平時，開始浸取階段溶解并進入溶液中的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
汽車運至破礦場用鄂式破碎機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 送至移動斗式提升機內，經提升機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 口屯經冷析結晶，冷析后液體6. 831噸引回進行下一級浸取， 冷析結晶后的固體析出物經離心分離得初產品即粗硝酸鈉1.173噸，經 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 基的質量分數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在溶解于浸取液時屬吸熱反應，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 下進行浸取，可使礦石中的NaN03盡可能多的溶于浸取液中，當浸取液 中NaN03含量達到適當濃度后，將浸取液進行冷析結晶產出NaN03產品。 當浸取液中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品，初產品袋裝封好運送至庫房備用， 分離后的母液返回臨時儲槽加熱至5(TC左右進入浸取工段。
將冷析液或浸取液加熱到50 55。C后進槽進行逆流浸取,為保證新 的浸取槽的溫度，冷析液或浸取液進入新裝礦的槽子前加熱溫度應達到 55~60°C,每槽浸取5次，每次浸取須浸取10小時，共浸取50小時， 每次浸取液控制在7. 01113左右，最后一次浸取完成時，不再進鹵，從浸 取槽底部排出全部鹵水，該槽即進入洗滌階段。當浸取液中的NaN03的 含量達到450 g/1以上時，該浸取液排出浸取系統進入冷析系統。
每個浸取槽浸取5次后進入洗滌階段，共洗滌3次，每次洗滌浸渣 IO小時，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小時后從浸取槽底部排出通過地溝流入尾 液儲槽。
將來自浸取過程中的高濃度鹵水(NaNO3的含量達450g/1以上)即 浸取完成液泵入冷析槽中，啟動冷凍機組和攪拌機，控制冷析槽中物料 溫度在5士rC范圍，待物料溫度達到5。C后再恒溫冷析6小時，再將物
料從冷析槽出料閥排出進行離心分離。固、液相分別取樣分析，液相即 進入浸取階段。
控制浸取溫度在50。C 55X:之間，隨浸取級數的增加，NaN03濃度 明顯變大， 一般情況下，當浸取級數為2~3時，浸取液中Na冊3的濃度 可以達到450g/l以上即能滿足冷析對浸取完成液的要求，每槽浸取到 第4~5次時，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濃度達到排空要求，礦渣不必再洗滌； 對每一個浸取槽而言，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%,達到排放 的要求；在保證浸取礦渣達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。
在洗滌產品時，用淡水洗滌，不可避免地要溶解一部分NaN03,因 此，洗滌產品時，采用飽和硝酸鈉溶液(5'C)作為淋洗液，將離心分離 后的硝酸鈉產品洗滌三次。本發明實施例廢水排放量較少，主要是多余的第三次洗液， 一般可
以排放到鹽田蒸發并濃縮后再循環利用；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，降低了生產成本。
權利要求
1、鈉硝礦石制備NaNO3多級浸取液循環利用工藝，其特征在于，對預處理后的礦石浸取，浸取液經過冷析結晶后的液體返回再次用于下一級浸取。
2、如權利要求l所述的鈉硝礦石制備NaN03多級浸取液循環利用工 藝，其特征在于，洗滌礦渣后洗液用于對預處理后的礦石浸取，浸取液 經過冷析結晶后的液體返回再次用于下 一 級浸取，析結晶后的固體析出 物經離心分離得初產品經洗液洗滌提高純度，洗滌后液體用于浸取。
3 、如權利要求1所述的鈉硝礦石制備NaN03多級浸取液循環利用工 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 載重汽車運至破礦場用鄂式破碎機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 噸運送至移動斗式提升機內，經提升機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噸經冷析結晶，冷析后液體 6.831噸引回進行下一級 浸取，冷析結晶后的固體析出物經離心分離得初產品即粗硝酸鈉1.173 噸，經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 純度干基的質量分數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多級浸取液循環利用工藝，涉及一種利用對預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利用工藝技術，對預處理后的礦石浸取，浸取液經過冷析結晶后的液體返回再次用于下一級浸取。由于循環利用浸取液等工作液體，廢水排放量較少，即使是最后一級產品洗液，一般可以排放到鹽田蒸發并濃縮后再循環利用；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，降低了生產成本，工藝簡明，易于實施。
文檔編號C01D9/00GK101306823SQ20071010831
公開日2008年11月19日 申請日期2007年5月15日 優先權日2007年5月15日
發明者劉利鵬, 茆曉寶, 郝建委, 建 顧 申請人:新疆硝石鉀肥有限公司