双膜法精制液体盐零排放生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种双膜法精制液体盐零排放生产工艺。用水溶解矿盐得到溶解卤水，加药剂除去钙镁离子；然后采用陶瓷膜超滤去除体系中的悬浮颗粒，超滤渗透液进入纳滤单元；超滤浓缩液进入脱水单元得到固体盐泥，滤液返回到超滤单元；所得的固体盐泥改性制成脱硫剂；纳滤单元渗透液为杂质含量很低的氯化钠溶液，通过调配得到液体盐产品；纳滤浓缩液蒸发结晶得到工业硫酸钠产品，蒸发冷凝水返回用作矿盐溶解水。本发明专利技术采用陶瓷膜和纳滤膜双膜法进行盐水精制，将除钙镁离子、除硫酸盐与膜分离进行高度集成；将固体废弃物盐泥通过改性活化，变废为宝，用作脱硫剂，实现了资源的再利用。本发明专利技术具有很好的经济、环境和社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工分离领域，涉及一种双膜法精制液体盐零排放生产工艺。
技术介绍
盐是我们生活中不可或缺的必需品，同时也是工业生产中的重要元素。以盐为主要原料的氯碱和纯碱产业，为经济社会发展提供了最基本的原材料，直接关系到国计民生，被称为“工业之母”。盐被广泛地应用在了生产的各个方面，如农业、化工、纺织、印染、造纸、玻璃、染料、冶金、医药、军工、环保、建材、日常生活等领域，对国民经济和社会发展起着十分重要的作用。传统的工业用盐是经过海水蒸发、浓缩、结晶、分离得到的固体盐颗粒，但对工业过程而言，液体盐使用比固体盐有更大的优势，是工业用盐的未来。在目前氯碱工业中，首先要将固体盐颗粒溶入水，去除近10%的杂质，得到纯净的盐水，然后才能用于氯碱或纯碱生产。与固体盐相比，液体盐具有很多优点，如运输方便、生产工序简化、成本低、节约能源、节省投资等。目前，发达国家工业用盐主要以液体盐为主。据统计，液体盐在工业用盐总量中所占的比例，美国、法国、英国分别为63%、72%和60%，而美国化工用盐则几乎全部使用液体盐，达到97%。固体盐法路线是将井盐水完全蒸发结晶得到固体盐后，溶解除杂制备精制盐水；液体盐法则直接采用井盐水进行除杂得到精制盐水，淡盐水浓缩也采用蒸发技术，但只需要将含盐200g/l的淡盐水蒸发到305g/l左右，其能耗远低于固体盐法蒸发结晶所需要的能耗。液体盐制备和利用技术在国内研究和实施较少。中国专利“一种基于卤水制备食用液体盐的装置”（CN201310239663.4）公开了一种用于从卤水过滤分离液体盐的装置，主要包括多级过滤器，阳离子交换器和阴离子交换器等装置。中国专利“一种浓海水提钾联产液体盐的方法”（CN201210543219.7）公开了一种浓海水提钾联产液体盐的方法，提高浓海水的综合利用率，降低提钾生产成本。综上，目前传统的制盐技术过程中存在废水和盐泥等废弃物排放问题，随着环境要求的提高，废弃物排放和处理的问题越来越突出。膜技术是一种高效分离技术，将其用于液体盐的制备并实现过程的零排放，具有重要的环境和经济效益。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对传统制盐技术的不足，提出了一种双膜法精制液体盐零排放生产新工艺，实现了无固体废弃物排放的制盐清洁生产，而且降低了能耗。本专利技术的技术方案为：一种双膜法精制液体盐零排放生产工艺，其具体步骤如下：（1）首先用水溶解矿盐得到溶解卤水，再将卤水泵入到反应池，加药除钙镁离子；然后在线采用陶瓷膜超滤去除体系中的悬浮颗粒，陶瓷膜超滤渗透液进入纳滤单元；陶瓷膜超滤浓缩液进入脱水单元得到固体盐泥，滤液返回到陶瓷膜超滤单元；（2）在步骤（1）所得的固体盐泥中加入有机增效改性剂进行反应，制备得到脱硫剂；（3）纳滤单元渗透液为杂质含量很低的氯化钠溶液，通过调配得到液体盐产品；纳滤浓缩液进入机械压缩蒸发系统，蒸发结晶得到工业硫酸钠产品，蒸发冷凝水返回步骤（1）过程用作矿盐溶解水。如上所述的工艺，加药沉淀除钙镁离子过程采用的药剂为碱溶液，优选碳酸盐或氢氧化物，优选碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠或氢氧化钾。药剂加入量为体系总质量的0.01%~2%；同时优选加入体系总质量0.01%~1%的成核剂，成核剂为固体粉末，优选碳酸钙或硫酸钙。如上所述的工艺，陶瓷膜超滤，操作压力为0.1~0.3MPa，膜孔径为0.03~1μm。如上所述的工艺，纳滤处理过程操作压力为0.4~0.8MPa；纳滤膜选用带负电的膜。如上所述的工艺，脱水单元为将固体浆料进行泥水分离的装置，优选真空过滤机，操作压力为1~80kPa（绝对压力），真空过滤机分离材料优选金属多孔板或多孔网状板材料，多孔板孔径为0.1~5mm。如上所述的工艺，在固体盐泥中加入的有机增效改性剂为多元酸，优选柠檬酸、己二酸、邻苯二甲酸、偏硅酸或它们的混合物，添加量为固体盐泥质量的1%~15%，反应时间20min~120min。如上所述的工艺，纳滤浓缩液进行机械压缩蒸发单元，蒸发温度为80~150℃。本专利技术的有益效果：本专利技术采用陶瓷膜和纳滤膜双膜法进行盐水精制，将除钙镁离子、除硫酸盐与膜分离进行高度集成，不但降低了能耗，提高了产能品质，而且将原来需要第三方处理的固体废弃物盐泥通过改性活化，变废为宝，用作脱硫剂，实现了资源的再利用。硫酸盐得到纳滤分离净化，变成了工业硫酸钠产品。本技术具有很好的经济效益、环境效益和社会效益。附图说明图1是双膜法精制液体盐零排放生产工艺流程图。具体实施方式下面结合附图说明本专利技术的实施方式。下列实施例仅用于说明本专利技术，但并不用来限定本专利技术的实施范围。实施例1用水溶解矿盐得到溶解卤水，卤水溶液用泵抽送至反应池，加入体系总质量0.01%的碳酸钠，同时加入总质量0.01%的成核剂碳酸钙；反应0.2h后泵入陶瓷膜超滤单元，操作压力为0.1MPa，膜孔径为1μm。陶瓷膜超滤渗透液进入纳滤单元；陶瓷膜超滤浓缩液进入真空过滤机脱水得到固体盐泥，操作压力为80kPa（绝对压力），过滤机分离材料选用多孔板，多孔板孔径为0.1mm。滤液返回到陶瓷膜超滤单元。盐泥中加入质量比1%的柠檬酸进行反应，反应时间20min，制备得到脱硫剂。纳滤处理过程操作压力为0.4MPa，选用GE公司的DK型纳滤膜。纳滤渗透液为杂质含量很低的氯化钠溶液，氯化钠盐浓度为25%，作为液体盐产品；纳滤浓缩液进入机械压缩蒸发系统，蒸发温度为80℃，蒸发结晶得到工业硫酸钠产品，蒸发冷凝水返回前段工艺用作矿盐溶解水。整个过程中无固液气废物排放，实现了液体盐的清洁生产。实施例2用水溶解矿盐得到溶解卤水，卤水溶液用泵抽送至反应池，加入体系总质量2%的碳酸钾，同时加入总质量1%的成核剂硫酸钙；反应3h后泵入陶瓷膜超滤单元，操作压力为0.3MPa，膜孔径为0.03μm。陶瓷膜超滤渗透液进入纳滤单元；陶瓷膜超滤浓缩液进入真空过滤机脱水得到固体盐泥，操作压力为1kPa（绝对压力），过滤机分离材料采用金属多孔网状板材料，多孔板孔径为0.1mm。滤液返回到陶瓷膜超滤单元。盐泥中加入质量比15%的己二酸和偏硅酸混合物（摩尔比1:1）进行反应，反应时间120min，制备得到脱硫剂。纳滤处理过程操作压力为0.8MPa，选用GE公司的DL型纳滤膜。纳滤渗透液为杂质含量很低的氯化钠溶液，氯化钠盐浓度为25%，作为液体盐产品；纳滤浓缩液进入机械压缩蒸发系统，蒸发温度为150℃，蒸发结晶得到工业硫酸钠产品，蒸发冷凝水返回前段工艺用作矿盐溶解水。整个过程中无固液气废物排放，实现了液体盐的清洁生产。实施例3用水溶解矿盐得到溶解卤水，卤水溶液用泵抽送至反应池，加入体系总质量1.5%的氢氧化钠，同时加入总质量0.5%的成核剂碳酸钙；反应1.5h后泵入陶瓷膜超滤单元，操作压力为0.2MPa，膜孔径为0.2μm。陶瓷膜超滤渗透液进入纳滤单元；陶瓷膜超滤浓缩液进入真空过滤机脱水得到固体盐泥，操作压力为40kPa（绝对压力），过滤机分离材料为金属多孔板，多孔板孔径为0.2mm。滤液返回到陶瓷膜超滤单元。盐泥中加入质量比10%的邻苯二甲酸进行反应，反应时间80min，制备得到脱硫剂。纳滤处理过程操作压力为0.6MPa，选用时代沃顿的VNF1型纳滤膜。纳滤渗透液为杂质含量很低的氯化钠溶液，氯化钠盐浓度为19.5%，作为液体盐产品本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双膜法精制液体盐零排放生产工艺，其特征在于，具体步骤如下：（1）首先用水溶解矿盐得到溶解卤水，再将卤水泵入到反应池，加药剂除去钙镁离子；然后在线采用陶瓷膜超滤去除体系中的悬浮颗粒，陶瓷膜超滤渗透液进入纳滤单元，陶瓷膜超滤浓缩液进入脱水单元得到固体盐泥，滤液返回到陶瓷膜超滤单元；（2）在步骤（1）所得的固体盐泥中加入有机增效改性剂进行反应，制备得到脱硫剂；（3）纳滤单元渗透液为杂质含量很低的氯化钠溶液，通过调配得到液体盐产品；纳滤浓缩液进入机械压缩蒸发系统，蒸发结晶得到工业硫酸钠产品，蒸发冷凝水返回步骤（1）过程用作矿盐溶解水。

【技术特征摘要】
1.一种双膜法精制液体盐零排放生产工艺，其特征在于，具体步骤如下：（1）首先用水溶解矿盐得到溶解卤水，再将卤水泵入到反应池，加药剂除去钙镁离子；然后在线采用陶瓷膜超滤去除体系中的悬浮颗粒，陶瓷膜超滤渗透液进入纳滤单元，陶瓷膜超滤浓缩液进入脱水单元得到固体盐泥，滤液返回到陶瓷膜超滤单元；（2）在步骤（1）所得的固体盐泥中加入有机增效改性剂进行反应，制备得到脱硫剂；（3）纳滤单元渗透液为杂质含量很低的氯化钠溶液，通过调配得到液体盐产品；纳滤浓缩液进入机械压缩蒸发系统，蒸发结晶得到工业硫酸钠产品，蒸发冷凝水返回步骤（1）过程用作矿盐溶解水。2.根据权利要求1所述一种双膜法精制液体盐零排放生产工艺，其特征在于，步骤（1）所述加药剂除去钙镁离子过程采用的药剂为碱溶液；药剂加入量为体系总质量的0.01%~2%；同时加入体系总质量0.01%~1%的成核剂，成核剂为碳酸钙或硫酸钙的固体不溶性粉末。3.根据权利要求2所述一种双膜法精制液体盐零排放生产工艺，其特征在于，所述碱溶液为碳酸盐或氢氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：李卫星，蔡应康，邢卫红，陈留平，赵营峰，
申请(专利权)人：南京工业大学，中盐金坛盐化有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32