一種熱濃硝酸銨溶液去除鐵、鎂離子的方法及其裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于硝酸銨技術領域，更具體地說，涉及一種熱濃硝酸銨溶液去除鐵、鎂離子的方法及其裝置。
【背景技術】
[0002]硝酸銨是由硝酸和氨反應生成的鹽，為白色的結晶體，分子量80，含氮量35%，氮是以銨態(NH4+)和硝酸態(NO3)兩種形態存在。熱濃硝酸銨溶液在生產過程中可大幅度減少蒸汽用量、在運輸過程可確保產品的安全，同時降低了生產企業人工成本、實現化工生產的本質安全。現作為環保型產品，得到了國家有關部委的高度認可。工業和信化部把液體硝酸銨產品正式列入《中國民爆器材行業“十二五”發展規劃綱要》，并作為新產品在民爆器材行業大力推廣。隨著技術進步，液體硝酸銨代替固體硝酸銨直接應用于工業炸藥生產的工藝是今后技術發展主流。目前國家要求濃硝酸銨溶液結晶溫度以上為澄清透明水樣物，但實際生產中，熱濃硝酸銨溶液往往呈現渾濁狀，顏色為黃色直至紅棕色。分析后得知，液體硝酸銨產品原料為稀硝酸和氣氨，而稀硝酸部分來源于間硝硝鎂法裝置(使用硝酸鎂提濃稀硝酸裝置)的副產酸，必然含有鎂離子，而鎂離子在溶液中含量超過lOppm，即可使硝酸銨溶液呈現黃色；氣氨來源于合成氨裝置，由于合成氨裝置催化劑主體成分為鐵的氧化物，往往造成氣氨中含鐵離子，而鐵離子在溶液中含量超過5ppm，即可使硝酸銨溶液呈現紅棕色。在工業炸藥生產中，要求液體硝酸銨澄清透明，否則影響產品質量甚至操作安全。
[0003]經檢索，《硝酸銨成品顏色異常原因分析》(化工通訊設計，2006年6月，第32卷第2期，周啟紅、鄧良健、羅劍勛)中針對硝酸銨成品顏色的異常進行了分析，該文獻中采用化學分析的手段分析顏色異常的硝酸銨中的可能摻雜成分，并給出了建議措施。其認為硝酸銨的顏色異常主要是因為Cl的積累以及系統中存在的鐵垢，建議措施也是著重于生產過程的預防。該文獻雖然也是探討硝酸銨顏色的異常，但提出的問題與上述提出的問題并不一致，其解決方法也不適用于上述問題。因此，針對來自生產原料的鐵、鎂離子引起的硝酸銨顏色不符合國家要求的問題，急需一種解決辦法。
【發明內容】
[0004]1.發明要解決的技術問題
[0005]本發明為解決上述問題，也為提供一種顏色澄清透明、質量上乘的熱濃硝酸銨溶液，提出了一種熱濃硝酸銨溶液去除鐵、鎂離子的方法及其裝置。采用本發明的技術方案，通過添加稀氨水使鐵、鎂離子形成沉淀，脫除沉淀后加稀硝酸調節PH值，最終使熱濃硝酸銨溶液脫色以滿足產品質量。
[0006]2.技術方案
[0007]本發明的一種熱濃硝酸銨溶液去除鐵、鎂離子的裝置，包括硝酸銨溶液進料管、沉降槽、稀氨水加料管、產品槽和稀酸進料管，所述的沉降槽頂部與硝酸銨溶液進料管連通，稀氨水加料管通入沉降槽內，所述沉降槽的出料管與所述產品槽頂部連通，所述稀酸進料管通入產品槽內。
[0008]更進一步地，還包括氨水霧化器和稀酸霧化器，所述的氨水霧化器位于沉降槽內部，稀氨水加料管與氨水霧化器連通，所述的稀酸霧化器位于產品槽內部，稀酸進料管與稀酸霧化器連通。
[0009]更進一步地，所述的沉降槽為圓柱罐狀，其底部為錐形，所述的氨水霧化器內置于沉降槽圓部與錐形部結合處，所述的稀酸霧化器位于產品槽底部。
[0010]更進一步地，還包括栗前過濾器和地下槽，所述沉降槽的出料管位于沉降槽側面，沉降槽的側面出料管經過栗前過濾器通過栗前過濾器的排污口與第二排污管連通，所述沉降槽的底部錐形根部連接有第一排污管，所述第一排污管與所述第二排污管和地下槽頂部連通。
[0011]更進一步地，還包括輸送栗和產品輸送栗，所述沉降槽的側面出料管經過栗前過濾器、輸送栗與所述產品槽頂部連通，所述輸送栗的進口端與栗前過濾器的出料口連通，輸送栗出口端與產品槽頂部連通，所述產品輸送栗的進口端與產品槽的底部出料管連通，產品輸送栗的出口端與外界連通。
[0012]更進一步地，所述的第一排污管設有第一排污閥，所述的第二排污管上設有第二排污閥。
[0013]本發明的一種熱濃硝酸銨溶液去除鐵、鎂離子的工藝，其特征在于:其步驟如下:步驟一、向熱濃硝酸銨溶液中加稀氨水，氨水部分電離，使溶液pH值為7-8，以利于形成氫氧化鎂和氫氧化鐵沉淀，所述的稀氨水濃度為2-8% ;步驟二、去除步驟一形成的沉淀并回收；步驟三、向步驟二處理后的熱濃硝酸銨加稀硝酸，調整溶液PH值在4-7之間，所述的稀硝酸濃度為2-15%。本發明依據氫氧化鎂、氫氧化鐵溶度積低(常溫下分別為5.61x10-12和2.79x10-39)的特性，使鎂離子、鐵離子在堿性條件下轉化為氫氧化鎂和氫氧化鐵沉淀，去除沉淀雜質后調整PH值以達到使熱濃硝酸銨溶液顏色澄清的目的。
[0014]更進一步地，工藝實施的裝置包括沉降槽和產品槽，所述的沉降槽頂部與硝酸銨溶液進料管連通，所述的沉降槽為圓柱罐狀，其底部為錐形，所述的沉降槽圓部與錐形部結合處內置有一氨水霧化器，氨水霧化器與稀氨水加料管連通，所述沉降槽的側面出料管經過栗前過濾器通過栗前過濾器的排污口與第二排污管連通，所述沉降槽的底部錐形根部連接有第一排污管，所述第一排污管與所述第二排污管與地下槽頂部連通；所述沉降槽的側面出料管經過栗前過濾器、輸送栗與產品槽頂部連通，所述輸送栗的進口端與栗前過濾器的出料口連通，輸送栗出口端與產品槽頂部連通，所述的產品槽底部內置有一稀酸霧化器，稀酸霧化器與稀酸進料管連通，還設有一產品輸送栗，所述產品輸送栗的進口端與產品槽的底部出料管連通，產品輸送栗的出口端與外界連通。
[0015]更進一步地，其步驟為:打開硝酸銨溶液進料管的閥門，熱濃硝酸銨溶液灌進沉降槽內，分析熱濃硝酸銨溶液的pH值后，打開稀氨水加料管的閥門，通過氨水霧化器加入相應濃度和量的稀氨水，氨水部分電離，ΝΗ3+Η20 — ΝΗ4++0Η，使溶液pH值為7-8 ;靜置形成沉淀，打開第一排污閥，沉淀從第一排污管進入地下槽，后打開栗前過濾器與第二排污閥再次過濾除雜；打開輸送栗，去除鐵、鎂離子的熱濃硝酸銨溶液從產品槽頂部進入產品槽，分析PH值，打開稀酸進料管的閥門，通過稀酸霧化器加入相應濃度和量的稀硝酸，調整溶液pH值在4-7之間；打開產品輸送栗，成品熱濃硝酸銨溶液送往外界。
[0016]更進一步地，所述的稀氨水濃度為3-6% ;所述的稀硝酸為濃度3-6%。經實際證實，濃度在3-6%的稀氨水和濃度在3-6%的稀硝酸能夠快速平穩的調節熱濃硝酸銨達到預定的PH值范圍。
[0017]3.有益效果
[0018]采用本發明提供的技術方案，與現有技術相比，具有如下顯著效果:
[0019](I)本發明的一種熱濃硝酸銨溶液去除鐵、鎂離子的工藝，依據氫氧化鎂、氫氧化鐵溶度積低的特性，使鎂離子、鐵離子在堿性條件下轉化為氫氧化鎂和氫氧化鐵沉淀，去除沉淀雜質后調整PH值，操作簡單，能夠快速使熱濃硝酸銨溶液析出氫氧化鐵和氫氧化鎂沉淀，去除溶液中由生產原料帶來的鐵、鎂離子，使溶液顏色澄清，消除雜質可能的隱患，符合溶液要求。
[0020](2)本發明的一種熱濃硝酸銨溶液去除鐵、鎂離子的工藝，添加稀氨水靜置沉淀后產生的沉淀利用沉降槽和栗前過濾器多次脫除，除雜能耗低、效果明顯，使產品鐵、鎂離子含量大大降低，并且沉淀回收至地下槽內，既預防沉淀直接排放帶來的污染，也可為后續處理再次利用做鋪墊。
[0021](3)本發明的一種熱濃硝酸銨溶液去除鐵、鎂離子的裝置，稀氨水通過內置于沉降槽圓部與錐形部結合的氨水霧化器加入，稀硝酸通過置于產品槽底部的稀酸霧化器加入，對于產量很大的熱濃硝酸銨來說，若是直接加稀氨水或稀硝酸，會產生局部堆積無法均勻分散的問題，而通過霧化之后可以將酸堿都均勻的加入熱濃硝酸銨中，使得加堿后熱濃硝酸銨快速達到預定的PH值范圍，鐵、鎂離子形成沉淀的速度快、效率高，去除鐵、鎂離子更徹底，之后能迅速均勻的調節PH值達到要求范圍。
[0022](4)本發明的一種熱濃硝酸銨溶液去除鐵、鎂離子的裝置，利用沉降槽的錐形底部先將沉淀進行粗除，此外還設有栗前過濾器，而后利用過濾器進一步對溶液中剩余的雜質進行過濾，兩種除雜方式結合使用，能耗較低但是除雜效果明顯，使產品鐵、鎂離子含量遠遠低于同類型生產廠家。
[0023](5)本發明的一種熱濃硝酸銨溶液去除鐵、鎂離子的裝置，所需設備易購，組裝方便，原理簡單，能很好脫除鐵、鎂離子，提高了產品品質，較好的滿足下游民爆廠的質量和安全需求。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明一種熱濃硝酸銨溶液去除鐵、鎂離子的裝置的結構示意圖。
[0025]示意圖中的標號說明:
[0026]1、硝酸銨溶液進料管；2、沉降槽；3、稀氨水加料管；4、氨水霧化器；5、第一排污管；51、第一排污閥；6、栗前過濾器；7、第二排污管；71、第二排污閥；8、地下槽；9、輸送栗；10、產品槽；11、稀酸進料管；12、稀酸霧化器；13、產品輸送栗。
【具體實施方式】
[0027]為進一步了解本發明的內容，結合附圖對本發明作詳細描述。
[0028]如圖1所示，本發明的一種熱濃硝酸銨溶液去除鐵、鎂離子的裝置，包括硝酸銨溶液進料管1、沉降槽2、稀氨水加料管3、氨水霧化器4、栗前過濾器6、地下槽8、產品槽10、稀酸進料管11和稀酸霧化器12，所述的沉降槽2頂部與硝酸銨溶液進料管I連通，所述的沉降槽2為圓柱罐狀，其底部為錐形，所述的氨水霧化器4內置于沉降槽2圓部與錐形部結合處，稀氨水加料管3與氨水霧化器4連通；所述沉降槽2的側面出料管經過栗前過濾器6通過栗前過濾器6的排污口與第二排污管7連通，所述沉降槽2的底部錐形根部連接有第一排污管5，所述的第一排污管5設有第一排污閥51，所述的第二排污管7上設有第二排污閥71，所述第一排污管5與所述第二排污管7和地下槽8頂部連通。所述沉降槽2的側面出料管經過栗前過濾器6、輸送栗9與所述產品槽10頂部連通，所述輸送栗9的進口端與栗前過濾器6的出料口連通，輸送栗9出口端與產品槽10頂部連通，所述的稀酸霧化器12位于產品槽10底部，所述稀酸進料管11通入產品槽10內；所述產品輸送栗13的進口端與產品槽10的底部出料管連通，產品輸送栗13的出口端連接外界槽車等容器。
[0029]下面結合實施例對本發明作進一步的描述。
[0030]實施例1
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