專利名稱：一種分粒級浸取鈉硝石中硝酸鈉的生產工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及ー種硝酸鈉的生產エ藝，尤其是涉及ー種分粒級浸取鈉硝石中硝酸鈉的生產エ藝。
背景技術：
鈉硝石礦產資源是制取硝酸鈉、硝酸鉀的礦物性原料，硝酸鈉、硝酸鉀是基本的無機化工產品和農用肥料，廣泛應用于各エ業領域和農業生產領域。由于硝酸鹽礦物的物源和成礦條件的限制，世界上大規模的硝酸鹽礦床極為罕見。目前，世界上有エ業意義的鈉硝 石資源主要存在于智利阿塔卡瑪(Atakama)沙漠和中國新疆庫木塔格硝酸鹽礦床。目前，智利采取的鈉硝石礦浸取エ藝主要有浸取池浸取，也有采用堆積浸取的，SP將指定粒徑的礦石堆積成ー個梯形方臺，用均布于堆場中的水管滴浸鈉硝石礦，將其中的硝酸鈉浸取出來；浸取鹵水通過溝槽收集后送給后續蒸發結晶系統生產成品硝酸鈉、硝酸鉀。但露天堆浸，耗水量大；且不易生產出高濃度的鹵水，給后續蒸發系統帶來較大負荷。中國新疆有采用類似智利堆積浸取的エ藝，不同之處在于，將堆浸后的鹵水導入鹽田蒸發提濃。其鹵水體系屬于Na2SO4-NaNO3-NaCl-H2O水鹽體系，由相圖原理可知，在鹽田蒸發中會析出鈉硝礬(Na2SO4 ^NaNO3 · H2O),大量的NaNO3留在了鹽田里，影響了系統的回收率；而且該エ藝耗水量大，不適合在新疆地區大規模生產。中國新疆也有采用類似智利浸取池浸取的エ藝。如CN 101168444A公開了ー種用鈉硝石逆流循環浸取生產硝酸鈉的エ藝，該エ藝將礦石破碎成粒徑< 5cm顆粒；再進行2 6級逆流循環浸取，使浸取液中硝酸鈉的含量逐步提高。又如CN101182013A公開了ー種浸取池浸取鈉硝石中硝酸鈉的エ藝，此エ藝先將鈉硝石礦礦石破碎成粒徑< 2cm的顆粒；再將破碎好的礦石裝入逆流浸取池，進行多級逆流循環浸取，浸取液加入量為礦石重量的O. 5倍。以上所述池浸エ藝雖然在一定程度上解決了堆積浸取エ藝耗水量大的問題，收率也大有提高，但由于破碎后的礦石中粉礦率高，使浸取耗水量依然很大，浸取的級數多，效率較低，收率也欠理想。再如CN 102167367A公開了ー種利用鈉硝石礦回轉動態溶浸生產高濃度硝酸鈉鹵水的エ藝，該エ藝主要流程和特征如下將鈉硝石原礦破碎篩分，粒徑小于50_的粒料送入料倉，大于50mm的粒料繼續破碎,直至其粒徑達到50mm后送入料倉,按照粒料水為
I O. 5—O. 8的固液質量比，在消化機回轉動態溶浸后，混雜在粒料中的粒徑大于I. 7mm的不可溶砂石等雜質從粗砂排出ロ排出，含有粒徑小于I. 7mm的不可溶砂石等雜質的料漿從消化機上的分離裝置進入分級、洗滌機，經該機的分離裝置將粒徑大于O. 37mm的微細不可溶砂石等雜質分離，分離出的雜質通過皮帶輸送機排出，分離后的料漿進入壓濾機進行泥水分離。該エ藝由于固液質量比I: O. 5-0. 8的限制，不能直接制得高濃度鹵水，大大增加了后續蒸發エ藝的蒸汽消耗，不經濟；再者，該エ藝屬于鈉硝石動態浸取，能耗大。
發明內容
本發明要解決的技術問題是，克服堆積浸取エ藝耗水量大，鹵水濃度低，系統回收率低的不足，也為了克服鈉硝石單純動態溶浸能耗大，耗水量大，不能直接制得高濃度鹵水的不足，提供ー種耗水量小，浸取效率高，收率高，齒水濃度高，成本低的分粒級浸取鈉硝石中硝酸鈉的生產エ藝。本發明解決所述技術問題所采用的技術方案是，ー種分粒級浸取鈉硝石中硝酸鈉的生產エ藝，包括以下步驟 (1)礦石破碎、篩分采用ニ段破碎エ藝破碎鈉硝石，然后篩分，得3mm至40_(最大可至60mm)的粒礦和3mm以下的粉礦；
所述ニ段破碎エ藝是指，先采用粗碎設備破碎處理，再采用中細碎設備處理，粗碎設備可選用鍔式破碎機，中細碎設備可選用圓錐破碎機；
(2)粒礦浸取將步驟(I)破碎所得3mm至40mm的礦石粒礦用布料機裝入浸取池后，用清水或加工廠雜水進行5-6級逆流變溫洗滌和浸取，池浸溫度，由常溫逐級升高至50°C浸取，升高溫度的目的在于提高固液傳質推動カ，獲得更高濃度的浸取液，每ー級浸取時間為8-10小時，ー個周期的純浸取時間為40-60小時；獲得硝酸鈉濃度為200g/l 400g/l的浸取完成液，浸取完成液送去加工裝置制備硝酸鈉，礦渣用清水或加工廠雜水洗滌后，由取料機取出排出體系，粒礦礦渣浸取洗水即淡齒水，送到粉礦浸取エ序進行提濃；
所述加工廠雜水是硝酸鈉生產車間的蒸發器刷罐水、結晶器刷灌水、地面沖洗水等，為含微量NaN03、NaCl、Na2SO4的低濃度鹵水；
粒礦浸取，固液質量比為I : O. 27 O. 4;
所述浸取池的底部設有帶篾子板蓋的U型槽的排液裝置，U型槽內設有過濾層；
所述粉礦浸取包括粉礦螺旋浸取、泥漿板框分離兩道エ序，主要設備是螺旋分級機和板框壓濾機；
(3)粉礦浸取以步驟(I)所得3mm以下的粉礦為原料，步驟(2)洗滌粒礦礦渣所得淡鹵水為浸取溶劑，利用螺旋分級機進行2 3級逆流浸取、泥漿分級、礦渣洗滌、礦渣控水，逆流浸取為用淡鹵水與粉礦逆流向浸取粉礦中的硝酸鈉；礦渣洗滌為用清水洗滌粉礦礦渣；礦渣控水為用最后ー級螺旋對洗滌后的礦渣控水，即分離出礦渣中的一部分水；將鹵水的硝酸鈉濃度提高至110g/l 140g/l，最后ー級螺旋的廢渣，用相當于粉礦原料質量8% 13%的清水洗滌后，廢渣NaNO3質量含量〈O. 9%，外排；
粉礦逆流浸取，粉礦與淡鹵水的固液質量比控制為I. 4 2. O I ；
螺旋分級機溢流泥漿溫度宜> IO0C ；
(4)將步驟(3)中螺旋分級機排出的泥漿用板框壓濾機進行固液分離后，得到的硝酸鈉濃度110g/l 140g/l的鹵水返回粒礦浸取池用于粒礦浸取,進ー步提濃；泥餅，NaNO3質量含量〈I. 8%,外排。本發明的有益效果(I)鈉硝石礦經處理后粉礦率可控制在25%以下；礦石進行分粒級浸取，使粒礦浸取池的浸取液流通更順暢，傳質效果更好，從而提高浸取效率和浸取收率；粒礦浸取收率達75%以上，粉礦浸取收率達80%以上，與單ー的浸取池浸取エ藝(不分粒級浸取)相比，可提高約10%的收率；(2)礦石進行分粒級浸取，從粒礦浸取池可得到較高濃度的浸取完成液，減少后續加工エ藝的能耗和投資；(3)礦石進行分粒級浸取，粒礦采用多級逆流浸取，合理利用濃度梯度，降低礦渣中硝酸鈉和水的含量，既可以獲得較高的浸取收率，又能有效控制用水量；(4)粉礦浸取采用板框隔膜壓濾泥漿エ藝，過濾效率較高，收率高，與泥漿濃密機方案相比可提高總收率約15% ;可降低水耗，與泥漿自然沉降エ藝相比，節約水量約3. 5t/t產品；(5)礦石進行分粒級浸取——粒礦池浸和粉礦螺旋浸取結合的エ藝，礦石質量與用水量的固液質量比為I : O. 20 0.35(粒礦浸取固液質量比為I :O. 27 0.4 ;粉礦浸取固液質量比為I : O. 08 O. 13 ;總礦石質量與總用水量的固液質量比為I : O. 20 O. 35)與堆積浸取エ藝相比可節水50%以上，與CN102167367A公開的エ藝相比，可節水30%以上。本發明特別適于應用在嚴重缺水的地區，具有較好的經濟效益和社會效益。
圖I為分粒級浸取鈉硝石中硝酸鈉的生產エ藝流程圖。
具體實施例方式以下結合具體實施例對本發明作進ー步詳細說明。實施例I
本實施例包括以下步驟
(1)礦石破碎、篩分將含硝酸鈉品位為4.70%鈉硝石礦采用ニ段破碎エ藝破碎鈉硝石，然后篩分，得3mm至40mm的粒礦和3mm以下的粉礦；
所述ニ段破碎エ藝先采用粗碎設備破碎處理，再采用中細碎設備處理，粗碎設備選用鍔式破碎機，中細碎設備選用圓錐破碎機；
(2)粒礦浸取將步驟(I)破碎所得3mm至40mm的礦石粒礦用布料機裝入浸取池后，用清水或加工廠雜水進行5級逆流變溫洗滌和浸取，池浸溫度逐級升高，由常溫洗滌升至50°C的浸取；每ー級浸取時間為9小時；獲得濃度為292. 7g/l的浸取完成液，浸取完成液送去加工裝置制備硝酸鈉，礦渣用加工廠雜水洗滌后，由取料機取出排出體系，粒礦礦渣浸取洗水即淡齒水，送到粉礦浸取進行提濃；
所述加工廠雜水是硝酸鈉生產車間的蒸發器刷罐水、結晶器刷灌水、地面沖洗水的混合水，為含微量NaN03、NaCl、Na2SO4的低濃度鹵水；
粒礦浸取固液質量比為I : O. 4 ;
所述浸取池的底部設有帶篾子板蓋的U型槽的排液裝置，U型槽內設有過濾層；
所述粉礦浸取包括粉礦螺旋浸取、泥漿板框分離兩道エ序，主要設備是螺旋分級機和板框壓濾機；
(3)粉礦浸取以步驟(I)所得3mm以下的粉礦為原料，步驟(2)洗滌粒礦礦渣所得淡鹵水為浸取溶劑，利用螺旋分級機進行2級逆流浸取、泥漿分級、礦渣洗滌、礦渣控水；將鹵水的硝酸鈉濃度提高至128g/l，最后ー級螺旋的廢渣，用相當于粉礦原料質量13%的清水洗滌后，廢渣NaNO3質量含量O. 83%，外排；
所述粉礦與淡鹵水的固液質量比控制在1.8 I ；
所述逆流浸取為淡鹵水與粉礦逆流向浸取粉礦中的硝酸鈉；所述礦渣洗滌為用清水洗滌粉礦礦渣；所述礦渣控水為用最后ー級螺旋對洗滌后的礦渣控水，即分離出礦渣中的一、部分水；
(4)將步驟(3)中螺旋分級機排出的泥漿用板框壓濾機進行固液分離后，得到的濃度為110g/l 140g/l的鹵水返回粒礦浸取池用于粒礦浸取，進ー步提濃；泥餅，NaNO3質量含量1.8%，外排。本實施例與傳統エ藝比較，節水達30%，硝酸鈉收率提高10% ;浸取完成液鹵水濃度達 292. Tgfl0實施例2
本實施例與實施例I的不同之處為步驟(2)中，粒礦浸取中控制粒礦浸取固液質量比為I : O. 27，步驟(3)中，粉礦浸取中用粉礦原料質量8%的清水洗滌，廢渣他顯3質量含量 O.85%，外排；其它同實施例I。本實施例與傳統エ藝比較，節水達35%，硝酸鈉收率提高6% ;浸取完成液鹵水濃度達 339. 2g/l。實施例3
本實施例與實施例I的不同之處為步驟(I)中，鈉硝石品位為7. 96%，步驟(2)中，粒礦浸取中控制粒礦浸取固液質量比為I : O. 3，步驟(3)中，粉礦浸取中用粉礦原料質量8%的清水洗滌，廢渣NaNO3質量含量O. 87%，外排；其它同實施例I。本實施例與傳統エ藝比較，節水達33%，硝酸鈉收率提高7% ;浸取完成液鹵水濃度達 332. 4g/l。
權利要求
1.ー種分粒級浸取鈉硝石中硝酸鈉的生產エ藝，其特征在于，包括以下步驟 (1)礦石破碎、篩分采用ニ段破碎エ藝破碎鈉硝石，然后篩分，得3_至40_的粒礦和3mm以下的粉礦； 所述ニ段破碎エ藝是指先采用粗碎設備破碎處理，再采用中細碎設備處理； (2)粒礦浸取將步驟(I)破碎所得粒礦用布料機裝入浸取池后，用清水或加工廠雜水進行5-6級逆流變溫洗滌和浸取，池浸溫度，由常溫逐級升高至50°C，每ー級浸取時間為8-10小時，ー個周期的純浸取時間為40-60小時；獲得硝酸鈉濃度為200g/l 400g/l的浸取完成液，浸取完成液送往加工裝置制備硝酸鈉，礦渣用清水或加工廠雜水洗滌后，由取料機取出排出體系，粒礦礦渣浸取洗水即淡齒水，送到粉礦浸取エ序進行提濃； 所述加工廠雜水是硝酸鈉生產車間的蒸發器刷罐水、結晶器刷灌水、地面沖洗水中的ー種或兩種的混合水； 粒礦浸取固液質量比為I : O. 27 O. 4; (3)粉礦浸取以步驟(I)所得3mm以下的粉礦為原料，步驟(2)洗滌粒礦礦渣所得淡鹵水為浸取溶劑，利用螺旋分級機進行2 3級逆流浸取、泥漿分級、礦渣洗滌、礦渣控水，將鹵水的硝酸鈉濃度提高至110g/l 140g/l，最后ー級螺旋的廢渣，用相當于粉礦原料質量8% 13%的清水洗滌后，廢渣NaNO3質量含量〈O. 9%，外排；粉礦逆流浸取，粉礦與淡鹵水的固液質量比為I. 4 2. O I ； (4)將步驟(3)中螺旋分級機排出的泥漿用板框壓濾機進行固液分離后，得到的硝酸鈉濃度110g/l 140g/l的鹵水返回粒礦浸取池用于粒礦浸取，進ー步提濃；泥餅，外排。
2.根據權利要求I所述的分粒級浸取鈉硝石中硝酸鈉的生產エ藝，其特征在干，步驟Cl)中，粗碎設備選用鍔式破碎機，中細碎設備選用圓錐破碎機。
3.根據權利要求I或2所述的分粒級浸取鈉硝石中硝酸鈉的生產エ藝，其特征在于，步驟(2)中，所述浸取池的底部設有帶篾子板蓋的U型槽的排液裝置，U型槽內設有過濾層。
4.根據權利要求I或2所述的分粒級浸取鈉硝石中硝酸鈉的生產エ藝，其特征在于，步驟(2)中，所述粉礦浸取包括粉礦螺旋浸取、泥漿板框分離兩道エ序，主要設備是螺旋分級機和板框壓濾機。
5.根據權利要求I或2所述的分粒級浸取鈉硝石中硝酸鈉的生產エ藝，其特征在于，步驟(3)中，螺旋分級機溢流泥漿溫度彡10°C。
全文摘要
一種分粒級浸取鈉硝石中硝酸鈉的生產工藝，包括以下步驟(1)礦石破碎、篩分；(2)粒礦浸取；(3)粉礦浸取；(4)將步驟(3)中螺旋分級機排出的泥漿用板框壓濾機進行固液分離后，得到的110g/L－140g/L的鹵水返回粒礦浸取池用于粒礦浸取，進一步提濃；泥餅，外排。本發明之分粒級浸取鈉硝石中NaNO3的生產工藝，耗水量小，浸取效率高，收率高，鹵水濃度高，成本低，特別適于應用在新疆這樣嚴重缺水的地區。
文檔編號C01D9/02GK102689912SQ20121020032
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月18日 優先權日2012年6月18日
發明者周作琪, 張建民, 戴斌聯, 楊燦輝, 王新梅, 王有才, 程先明, 茆曉寶, 顧建 申請人:化工部長沙設計研究院, 新疆硝石鉀肥有限公司