[发明专利]用纯碱厂蒸氨废水与钾长石反应制取钾肥的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及将工业废水废物利用的方法，尤其涉及一种用纯碱厂蒸氨废液与钾长石反应制取钾肥的方法。

背景技术

在索尔维法纯碱生产中，通常包括以下步骤：氨盐水碳酸化、分离重碱和回收氨，其中回收氨是指在蒸氨系统中加入石灰乳并用蒸汽蒸馏氨气。经上述操作后所得液体中含有2～3％的固体物质，该液体经固液分离所得固体为“碱渣”，其主要成分为CaCO₃、CaCl₂、CaO和Mg(OH)₂等，所得液体为“蒸氨废液”，其主要成分为CaCl₂和NaCl。通常，每生产一吨纯碱约产0.2～0.3吨碱渣及10～12吨蒸氨废液。蒸氨废液的生成量是碱渣生成量的30～50倍。

长期以来，对于蒸氨废液的处理与利用一直没有较好的办法。纯碱厂蒸氨废液被直接排入环境，对环境造成严重的影响。曾有工厂对蒸氨废液进行蒸发浓缩后回收CaCl₂和NaCl，但因废水浓度稀，需消耗大量热能，并且废水量大，而CaCl₂的用途有限，市场容量较小，从而未能工业化实施。

发明专利CN1298848A提供了一种利用纯碱厂碱渣、废液与钾矿石作为原料制钾肥的工艺方法。该方法利用碱渣、钙母液和钾长石作为原料制取可溶性钾肥，其中蒸氨废液作为配料按液固比1∶0.8～1的比例加入焙烧后的熟料中。这个比例相对于每年蒸氨废液的生成量是碱渣生成量的30～50倍左右而言是非常小的，因此该方法远远不足以解决纯碱厂大量蒸氨废液需要处理的问题。

其次，蒸氨废液未参与高温焙烧提取可溶性钾肥的反应，即蒸氨废液中的CaCl₂和NaCl成分未被有效利用于制备钾肥。该方法未能有效地利用蒸氨废液。

此外，该方法需以大量的钙母液作为反应原料，即在反应开始前若未准备好此钙母液，该方法则不能适用。

综上，发明专利CN1298848A提供的工艺方法不适于直接处理和利用大量的纯碱蒸氨废液，具有一定局限性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种以纯碱厂排放的蒸氨废液为原料，能够大量地且直接有效地将蒸氨废液变废为宝的方法，彻底消除长期以来大量的蒸氨废液对环境的影响。

本发明一方面提供了一种用纯碱厂蒸氨废液与钾长石反应制取钾肥的方法，包括以下步骤：

(1)取蒸氨废液；

(2)按蒸氨废液中所含的CaCl₂和NaCl的总重量与钾长石粉末的重量比为0.05～0.2∶1混合均匀；以及

(3)在温度为700～1300℃焙烧2～4小时。

“蒸氨废液”是指索尔维法纯碱厂的氨盐水经碳酸化、分离重碱及蒸发回收氨后的废水，主要成分CaCl₂和NaCl的含量分别为90～120g/L和40～60g/L。

本发明是利用蒸氨废液中的钠和(或)钙成分能与钾长石在高温下反应，使钾长石中水不溶性钾转化为水溶性钾，反应式分别为：

KAlSi₃O₈+NaCl＝KCl+NaAlSi₃O₈

2KAlSi₃O₈+CaCl₂＝2KCl+CaAl₂Si₂O₈+4SiO₂。

蒸氨废液可直接进入步骤(2)与钾长石粉末混合，也可经蒸发浓缩并回收NaCl晶体后与钾长石粉末混合。优选地，步骤(1)的蒸氨废液可以是进一步蒸发浓缩后分离出NaCl晶体后的废水。步骤(1)可以包括将蒸氨废液蒸发浓缩至固体含量为40～45％后并分离出NaCl晶体，取废水。分离出的NaCl晶体可用于工业用盐，剩下的废水中仍含有CaCl₂和部分NaCl成分。

步骤(2)中钾长石粉末经研磨粉碎后过100～200目筛制备得到，优选地，钾长石粉末过100目筛。

步骤(2)中将蒸氨废液或经分离NaCl晶体后的废水按废水中所含的CaCl₂和NaCl的总重量与钾长石粉末的重量比为0.05～0.2∶1混合均匀。优选地，步骤(2)蒸氨废液中所含的CaCl₂和NaCl的总重量与钾长石粉末的重量比为0.10～0.15∶1。