CN110255586A - 精确控制分离亚硝酸钠、氯化钠制取熔盐级硝酸钠的方法 - Google Patents

精确控制分离亚硝酸钠、氯化钠制取熔盐级硝酸钠的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了精确控制分离亚硝酸钠、氯化钠制取熔盐级硝酸钠的方法，涉及亚硝酸钠、硝酸钠生产制备技术领域，包括亚硝酸钠的分离、氯化镁杂质的分离、氯化钠杂质的分离、重结晶制备熔盐级硝酸钠几个步骤，最终得到亚硝酸钠一等品及熔盐级硝酸钠。本发明的有益效果在于：采用硝酸生产***尾气处理的中和液为原料，成本低，消除了污染且得到价值较高的产品；相对于以往的方法，本方法以中和浓缩液中硝酸钠浓度作为判定依据来分离亚硝酸钠，其参数值准确、严谨，得到亚硝酸钠产品质量优；溶液循环操作制取硝酸钠，溶液中各杂质与产品得到彻底分离，无原料浪费，生产成本低；本发明所得硝酸钠产品纯度高，符合熔盐级硝酸钠产品标准。

Description

精确控制分离亚硝酸钠、氯化钠制取熔盐级硝酸钠的方法
技术领域
本发明涉及亚硝酸钠、硝酸钠生产制备技术领域，具体是涉及精确控制分离亚硝酸钠、氯化钠制取熔盐级硝酸钠的方法。
背景技术
国内太阳能聚热发电行业近年兴起，替代燃煤发电，属于绿色能源，国家大力支持。太阳能聚热中用到储热介质为硝酸钠与硝酸钾的混合物，即太阳能储热熔盐，其质量要求高，需求量大（百万吨以上）。本公司有生产农业硝酸钾、工业硝酸钠的基础，因此研制太阳能储热熔盐条件好，在此基础上开发太阳能储热熔盐投资少，又满足市场所需，可为国家的绿色发展贡献一份力量。
本公司目前以碳酸钠和生产硝酸产生的废气为原料进行硝酸钠的生产，现生产的硝酸钠为工业级，达不到熔盐级质量要求。且原料纯碱（Na2CO3)及水体中杂质多。随原料的投入、母液浓缩其中积累杂质将越来越多；因此必须分离出杂质才能提高硝酸钠产品质量。
硝酸钠中氯化钠杂质的分离，没有现存的资料可查询，在以往的硝酸钠生产中，对中和浓缩液中亚硝酸钠与硝酸钠的分离以前以经验值为参考，分离亚硝酸钠产品合格率低，无科学的、准确的参数。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺点，完善生产工艺，本发明提出精确控制分离亚硝酸钠、氯化钠制取熔盐级硝酸钠的方法，解决了硝酸钠生产工艺中杂质分离的问题，提供科学的提升硝酸钠、亚硝酸钠质量的严谨方案，从而减少生产成本、减少物料的浪费。
本发明的技术方案为：精确控制分离亚硝酸钠、氯化钠制取熔盐级硝酸钠的方法，包括以下步骤：
S01，亚硝酸钠的分离，将纯碱中和氮氧化物的中和液进行浓缩，结晶、过滤得到亚硝酸钠产品和母液A；得到亚硝酸钠产品主含量98.5～99.5%（干基），达到了工业亚硝酸钠一等品及以上标准；
S02，氯化镁杂质的分离，S01得到母液A加硝酸转化，使剩余的亚硝酸钠全部生成硝酸钠，硝酸钠溶液液经过3-6次浓缩结晶，分离得到工业级硝酸钠和母液B，母液B中氯化钠积累至Cl-的浓度为50-150g/L，常温下氯化钠与硝酸钠达到共饱和点，硝酸钠与氯化钠共同析出，会使工业级硝酸钠产品质量不达标，该液必须进行处理，母液B含有氯化钠、氯化镁杂质,根据测定加入与氯化镁相同物质的量的碳酸钠，沉淀出碳酸镁，经过滤得到碳酸镁和滤液；反应原理：MgCl2+ Na2CO3= 2NaCl + MgCO3↓；
S03，氯化钠杂质的分离，将S02得到滤液继续进行浓缩,使溶液体积减少20～30%，氯化钠结晶析出时，继续加热浓缩液至100-120℃，溶液的密度为1.3～1.5Kg/L，NO3-的浓度为380～500g/L，Cl-的浓度为70-110g/L时，进行过滤，高温分离氯化钠，其分离得到的热母液C冷却结晶得到硝酸钠晶体和冷母液D，冷母液D再蒸发分离出氯化钠，如此循环将氯化钠与硝酸钠分别完全产出；
S04，重结晶制备熔盐级硝酸钠，S02、S03得到的工业硝酸钠经S02中第一次浓缩结晶母液水洗涤，除去部分附着的氯化钠，分离出晶体，再用蒸汽冷凝水溶解，进行重结晶，分离得到熔盐级硝酸钠以及母液E。
所述的S01中，所述的浓缩是将中和液浓缩至溶液中硝酸钠的浓度为50～500g/L，所述的结晶是在10-60℃的温度下进行。
所述的S02中的硝酸的浓度为40%。
所述的S04中，所述的经S02中第一次浓缩结晶母液水洗涤后得到的洗涤液中含大量硝酸钠及氯化钠，进入硝酸钠蒸发器蒸发、控制NO3-的浓度为380～500g/L，高温分离出氯化钠，滤液冷却结晶分离得到工业硝酸钠晶体，进入生产***循环处理，最终也得到熔盐级硝酸钠。
所述的母液E加入到S02的加硝酸转化后的溶液中循环利用。
所述的S02中第一次浓缩结晶母液水，其氯化物含量低，工业硝酸钠用其洗涤可以除去部分附着的氯化钠，同时减少硝酸钠的洗脱量。
所述的蒸汽冷凝水为硝酸钠母液浓缩结晶所用到的蒸汽，与溶液通过列管换热器换热后形成冷凝水。
本发明的有益效果在于：本发明采用硝酸生产***尾气处理的中和液制熔盐级硝酸钠，成本低，消除了污染且得到价值较高的产品；相对以往的以经验的比重作参数控制的方法，本方法以中和浓缩液中硝酸钠浓度作为判定依据来分离亚硝酸钠，其参数值准确、严谨，得到的亚硝酸钠产品质量优；溶液循环操作，其溶液中各杂质与产品得到彻底分离，无原料浪费，生产成本低；本发明所得硝酸钠产品纯度高，符合熔盐级硝酸钠产品标准，产品用于太阳能热发电，节能环保。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
实施例1，S01，亚硝酸钠的分离，将1000Kg纯碱中和氮氧化物的中和液进行浓缩至硝酸钠的浓度为50g/L，温度10℃的条件下，结晶、过滤得到亚硝酸钠产品210Kg和母液A；得到亚硝酸钠产品主含量98.5（干基），达到了工业亚硝酸钠一等品及以上标准；
S02，氯化镁杂质的分离，S01得到母液A加172Kg硝酸(浓度40%)转化，使剩余的亚硝酸钠全部生成硝酸钠，硝酸钠溶液液经过3-6次浓缩结晶，当溶液中氯化钠积累至Cl-的浓度为50g/L，常温下氯化钠与硝酸钠达到共饱和点，分离到工业级硝酸钠45Kg和母液B；母液B含有氯化钠、氯化镁杂质,根据测定加入0.35Kg碳酸钠，沉淀出碳酸镁，经过滤得到碳酸镁0.25Kg和滤液；
S03，将S02得到滤液继续进行浓缩溶液体积减少30%，氯化钠大量结晶析出，将浓缩液在100℃，溶液的密度为1.3Kg/L，NO3 -的浓度为380g/L，Cl-的浓度为70g/L时过滤，分离氯化钠14Kg，其分离得到的母液冷却结晶得到硝酸钠晶体54Kg；冷母液再蒸发分离出氯化钠，热母液冷却结晶得硝酸钠，如此循环得到硝酸钠96Kg。
S04，重结晶制备熔盐级硝酸钠，S02、S03得到的工业硝酸钠195Kg经S02中第一次浓缩结晶母液水洗涤（洗涤液进入硝酸钠蒸发器蒸发，分离氯化钠后得到硝酸钠，重结晶制备熔盐级硝酸钠），除去部分附着的氯化钠，分离出晶体，再用蒸汽冷凝水溶解，重结晶、分离得到熔盐级硝酸钠144Kg，其分离母液进入到S02的加硝酸转化后的溶液中进行浓缩结晶循环生产。
实施例2，S01，亚硝酸钠的分离，将2200Kg纯碱中和氮氧化物的中和液进行浓缩至硝酸钠的浓度为300g/L，温度40℃的条件下，结晶、过滤得到亚硝酸钠产品445Kg和母液A；得到亚硝酸钠产品主含量99.1%（干基），达到了工业亚硝酸钠一等品及以上标准；
S02，氯化镁杂质的分离，S01得到母液A加387Kg硝酸(浓度40%)转化，使剩余的亚硝酸钠全部生成硝酸钠，硝酸钠溶液液经过5次浓缩结晶分离到工业级硝酸钠99Kg和母液B，溶液中氯化钠积累至Cl-的浓度为100g/L，常温下氯化钠与硝酸钠达到共饱和点；母液B含有氯化钠、氯化镁杂质,根据测定加入0.8Kg碳酸钠，沉淀出碳酸镁，经过滤得到碳酸镁0.7Kg和滤液；
S03，将S02得到滤液继续进行浓缩溶液体积减少25%，氯化钠大量结晶析出，将浓缩液在110℃，溶液的密度为1.4Kg/L，NO3 -的浓度为440g/L，Cl-的浓度为90g/L时过滤，分离氯化钠30.2Kg，其分离得到的母液冷却结晶得到硝酸钠晶体118Kg；冷母液再蒸发分离出氯化钠，热母液冷却结晶得硝酸钠，如此循环得到硝酸钠219Kg。
S04，重结晶制备熔盐级硝酸钠，S02、S03得到的工业硝酸钠436Kg经S02中第一次浓缩结晶母液水洗涤（洗涤液进入硝酸钠蒸发器蒸发，分离氯化钠后得到硝酸钠，重结晶制备熔盐级硝酸钠），除去部分附着的氯化钠，分离出晶体，再用蒸汽冷凝水溶解，重结晶、分离得到熔盐级硝酸钠326Kg，其分离母液进入到S02的加硝酸转化后的溶液中进行浓缩结晶循环生产。
实施例3，S01，亚硝酸钠的分离，将3000Kg纯碱中和氮氧化物的中和液进行浓缩至硝酸钠的浓度为500g/L，温度60℃的条件下，结晶、过滤得到亚硝酸钠产品590Kg和母液A；得到亚硝酸钠产品主含量99.5%（干基），达到了工业亚硝酸钠一等品及以上标准；
S02，氯化镁杂质的分离，S01得到母液A加541Kg硝酸(浓度40%)转化，使剩余的亚硝酸钠全部生成硝酸钠，硝酸钠溶液液经过3-6次浓缩结晶，当溶液中氯化钠积累至Cl-的浓度为150g/L，常温下氯化钠与硝酸钠达到共饱和点，分离到工业级硝酸钠135Kg和母液B；母液B含有氯化钠、氯化镁杂质,根据测定加入1.09Kg碳酸钠，沉淀出碳酸镁，经过滤得到碳酸镁0.9Kg和滤液；
S03，将S02得到滤液继续进行浓缩溶液体积减少20%，氯化钠大量结晶析出，将浓缩液在120℃，溶液的密度为1.5Kg/L，NO3 -的浓度为500g/L，Cl-的浓度为110g/L时过滤，分离氯化钠42.4Kg，其分离得到的母液冷却结晶得到硝酸钠晶体163Kg；冷母液再蒸发分离出氯化钠，热母液冷却结晶得硝酸钠，如此循环得到硝酸钠292Kg。
S04，重结晶制备熔盐级硝酸钠，S02、S03得到的工业硝酸钠590Kg经S02中第一次浓缩结晶母液水洗涤（洗涤液进入硝酸钠蒸发器蒸发，分离氯化钠后得到硝酸钠，重结晶制备熔盐级硝酸钠），除去部分附着的氯化钠，分离出晶体，再用蒸汽冷凝水溶解，重结晶、分离得到熔盐级硝酸钠440Kg，其分离母液进入到S02的加硝酸转化后的溶液中进行浓缩结晶循环生产。

Claims (5)

1.精确控制分离亚硝酸钠、氯化钠制取熔盐级硝酸钠的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S01，亚硝酸钠的分离，将纯碱中和氮氧化物的中和液进行浓缩，结晶、过滤得到亚硝酸钠产品和母液A；
S02，氯化镁杂质的分离，S01得到母液A加硝酸转化，使剩余的亚硝酸钠全部生成硝酸钠，硝酸钠溶液液经过3-6次浓缩结晶，分离得到工业级硝酸钠和母液B，母液B中氯化钠积累至Cl-的浓度为50-150g/L，常温下氯化钠与硝酸钠达到共饱和点；母液B含有氯化钠、氯化镁杂质,根据测定加入与氯化镁相同物质的量的碳酸钠，沉淀出碳酸镁，经过滤得到碳酸镁和滤液；
S03，氯化钠杂质的分离，将S02得到滤液继续进行浓缩,使溶液体积减少20～30%，氯化钠结晶析出时，继续加热至浓缩液温度为100-120℃，溶液的密度为1.3～1.5Kg/L，NO3-的浓度为380～500g/L，Cl-的浓度为70-110g/L时，进行过滤，高温分离氯化钠，其分离得到的热母液C冷却结晶得到硝酸钠晶体和冷母液D，冷母液D再经加热浓缩分离出氯化钠，如此循环将氯化钠与硝酸钠分别完全产出；
S04，重结晶制备熔盐级硝酸钠，S02、S03得到的工业硝酸钠经S02中第一次浓缩结晶母液水洗涤，除去部分附着的氯化钠，分离出硝酸钠晶体，再用蒸汽冷凝水溶解，进行重结晶，分离得到熔盐级硝酸钠以及母液E。
2.根据权利要求1所述的精确控制分离亚硝酸钠、氯化钠制取熔盐级硝酸钠的方法，其特征在于：所述的S01中，所述的浓缩是将中和液浓缩至溶液中硝酸钠的浓度为50～500g/L，所述的结晶是在10-60℃的温度下进行。
3.根据权利要求1所述的精确控制分离亚硝酸钠、氯化钠制取熔盐级硝酸钠的方法，其特征在于：所述的S02中的硝酸的浓度为40%。
4.根据权利要求1所述的精确控制分离亚硝酸钠、氯化钠制取熔盐级硝酸钠的方法，其特征在于：所述的S04中，所述的经S02中第一次浓缩结晶母液水洗涤后得到的洗涤液，进入硝酸钠蒸发器蒸发、控制NO3 -的浓度为380～500g/L，高温分离出氯化钠，滤液冷却结晶分离得到工业硝酸钠晶体，进入生产***循环处理，最终也得到熔盐级硝酸钠。
5.根据权利要求1所述的精确控制分离亚硝酸钠、氯化钠制取熔盐级硝酸钠的方法，其特征在于：所述的S04中，母液E加入到S02的加硝酸转化后的溶液中循环利用。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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