CN112679021A - 一种海水制盐方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种海水制盐方法，通过将海水过滤后，在加热的条件下加入碳酸钠和净化剂，净化剂在海水中作用生成聚合物，聚合物吸收海水中的非离子可溶性杂质形成凝絮物，然后在二氧化碳的条件下过滤，再向滤液中加入沉降剂进行加热，通入中性气体后过滤，减少杂质，利于后续氯化钠结晶和海水淡化，过反渗透膜对海水进行浓缩，得到浓卤水和淡水，最后向浓卤水中加入盐酸进行酸化，加热回流后再迅速降温，使氯化钠析出，得到杂质少、纯度高的盐，后续无须再对盐进行精制。本发明的制盐工艺操作简单，成本低，在制盐的同时淡化海水，提高了海水利用率，且全程无污染，在制盐过程中产生的沉淀和废水还可进一步利用。

Description

一种海水制盐方法
技术领域
本发明涉及海水制盐领域，特别涉及一种海水制盐方法。
背景技术
人类生产海盐已有几千年的漫长历史，最广泛的制盐方法是传统的日晒法，在长期的海盐生产实践中，人们还摸索出多种行之有效的方法，如热压制盐技术、真空制盐技术、反渗透法、离子交换膜电渗析法浓缩海水制盐技术等。其中电渗析法能够去除海水中大部分的盐，在脱盐过程中无相的变化，在海水淡化和制盐领域的应用广泛。反渗透法能将混入水中的杂质如细菌、病毒、重金属、小分子有机物等全部隔离，出水水质达到饮用规定的理化指标和卫生标准，被认为是目前普遍接受的高质量饮用水。但反渗透对进水水质要求高，普通的海水尤其是表层海水没办法直接进行反渗透处理，而高能耗也是制约反渗透技术应用的一大难题。
目前，现有的海水冷却、海水淡化、工业制盐、海水化学品提取等单项技术已经相当成熟，且单独的项目实例很多。但是单独的项目能耗较大，生产成本较高，排放的副产物中杂质成分较多对环境造成不良影响。而且现代海水污染严重，海水中杂质种类众多，现有的海水制盐技术难以将杂质直接去除，导致制盐效率低，产盐质量低。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种海水制盐方法。
本方法是按照以下步骤实现的：
S1、将海水引入过滤池过滤；
S2、将过滤后的海水加热至30～40℃，依次加入碳酸钠和净化剂继续加热，析出凝絮物后，通入二氧化碳，过滤得滤液，在加热搅拌的条件下，向滤液中加入沉降剂，加热至70～85℃后保温30～60min，通入中性气体，过滤得滤液，滤液再过反渗透膜，得浓卤水和淡水；
S3、向浓卤水中加入体积浓度为70～80％的盐酸，调节pH至2～3，加热回流后迅速降温，析出结晶，真空抽滤，得盐。
进一步的，过滤池内下到上分依次包括第一层、第二层和第三层，第一层为鹅卵石，第二层为粒径2.0～3.0mm的陶粒，第三层为孔径10～40nm的中孔活性炭。
进一步的，过滤池内第三层上方设有出水口，出水口处设有过滤网。
进一步的，步骤S2中，净化剂为硅酸、羟甲基纤维素钠和木质素按5～7：1：3的质量比混合所得。
进一步的，步骤S2中，海水、碳酸钠与净化剂的质量比为20～30：1：2.
进一步的，步骤S2中，沉降剂为碳酸钠和无水乙醇按0.6～1:1的质量比混合所得。
进一步的，步骤S2中，滤液与沉降剂的质量比为6～10:1。
进一步的，步骤S2中，浓卤水的浓度为26～28°Beˊ。
进一步的，步骤S3中，加热回流后迅速降温为加热至80～100℃回流反应20～60min后，迅速降温至0～10℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明一种海水制盐方法，通过将海水过滤后，在加热的条件下加入碳酸钠和净化剂，净化剂在海水中作用生成聚合物，聚合物吸收海水中的非离子可溶性杂质形成凝絮物，然后在二氧化碳的条件下过滤，再向滤液中加入沉降剂进行加热，通入中性气体后过滤，减少杂质，利于后续氯化钠结晶和海水淡化，过反渗透膜对海水进行浓缩，得到浓卤水和淡水，最后向浓卤水中加入盐酸进行酸化，加热回流后再迅速降温，使氯化钠析出，得到杂质少、纯度高的盐，后续无须再对盐进行精制。本发明的制盐工艺操作简单，成本低，在制盐的同时淡化海水，提高了海水利用率，且全程无污染，在制盐过程中产生的沉淀和废水还可进一步利用。
(2)本发明将海水引入过滤池在鹅卵石、陶粒和活性炭的多重作用下除去不溶物，减少杂质，再通过由硅酸、羟甲基纤维素钠和木质素制备的净化剂的净化去除非离子可溶性杂质，和由碳酸钠和无水乙醇制备的沉降剂去除离子可溶性杂质，最后再通过反渗透膜浓缩便可直接得到淡水和浓度较高的卤水。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。
实施例1
一种海水制盐方法，包括以下步骤：
S1、将海水引入过滤池过滤，过滤池由下到上依次包括第一层、第二层和第三层，第一层为鹅卵石，第二层为粒径2.0～3.0mm的陶粒，第三层为孔径10～40nm的中孔活性炭，第三层上方设有出水口，出水口处设有滤网；
S2、将过滤后的海水加热至38℃，依次加入碳酸钠和净化剂继续加热，海水、碳酸钠与净化剂的质量比为26:1：2，析出凝絮物后，通入二氧化碳，过滤得滤液，在加热搅拌的条件下，向滤液中加入沉降剂，滤液与沉降剂的质量比为8:1，加热至85℃后保温30min，通入氮气气体，过滤得滤液，滤液再过复合反渗透膜，得浓度为26～28°Beˊ的浓卤水和淡水；其中，净化剂为硅酸、羟甲基纤维素钠和木质素按6：1：3的质量比混合所得；沉降剂为碳酸钠、无水乙醇按0.8:1的质量比混合所得；
S3、向浓卤水中加入体积浓度为76％的盐酸，调节pH至2，加热至95℃回流反应30min后，迅速降温至5℃，析出结晶，真空抽滤，得盐。
实施例2
一种海水制盐方法，包括以下步骤：
S1、将海水引入过滤池过滤，过滤池中铺有粒径为2.0～3.0mm的石英砂，石英砂层上方设有出水口，出水口处设有滤网；
S2、将过滤后的海水加热至30℃，依次加入碳酸钠和净化剂继续加热，海水、碳酸钠与净化剂的质量比为30:1：2，析出凝絮物后，通入二氧化碳，过滤得滤液，通入二氧化碳，在加热搅拌的条件下，向滤液中加入沉降剂，滤液与沉降剂的质量比为10:1，加热至80℃后保温40min，通入氧气气体，过滤得滤液，滤液再过复合反渗透膜，得浓度为26～28°Beˊ的浓卤水和淡水；其中，净化剂为硅酸、羟甲基纤维素钠和木质素按5：1：3的质量比混合所得；沉降剂为碳酸钠、无水乙醇按0.6:1的质量比混合所得；
S3、向浓卤水中加入体积浓度为76％的盐酸，调节pH至2，加热至100℃回流反应20min后，迅速降温至10℃，析出结晶，真空抽滤，得盐。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于：
步骤S2中，海水、碳酸钠与净化剂的质量比为18:1：2。
实施例4
实施例4与实施例1的区别在于：
步骤S2中，滤液与沉降剂的质量比为5:1。
实施例5
实施例5与实施例1的区别在于：
步骤S2中，净化剂为聚硅酸铁、聚硅酸锌按1:1的质量比混合所得。
实施例6
实施例6与实施例1的区别在于：
步骤S2中，沉降剂为石灰乳、碳酸钠按2:1的质量比混合所得。
对比例1
一种常规海水制盐方法，包括以下步骤：
S1、对海水进行过滤、脱色处理；
S2、将海水加热，蒸发结晶，得粗盐；
S3、将粗盐溶解在氯化钡溶液中，析出沉淀后过滤，再加入氢氧化钠，析出沉淀后过滤，向滤液中加入碳酸钠，析出沉淀后过滤，向加入体积浓度为76％的盐酸，调节pH至5，加热蒸发结晶，真空抽滤，得盐。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于：
步骤S2为将过滤后的海水加热至38℃，加入碳酸钠进行加热，海水与碳酸钠的质量比为23:1，析出沉淀后，通入二氧化碳，过滤得滤液，在加热搅拌的条件下，向滤液中加入沉降剂，滤液与沉降剂的质量比为8:1，加热至85℃后保温30min，通入氮气，过滤得滤液，滤液再过反渗透膜，得浓度为26～28°Beˊ的浓卤水和淡水；其中，沉降剂为碳酸钠、无水乙醇按0.6:1的质量比混合所得。
对比例3
对比例3与实施例1的区别在于：
步骤S2为将过滤后的海水加热至38℃，依次加入碳酸钠和净化剂继续加热，海水、碳酸钠与净化剂的质量比为26:1：2，析出凝絮物后，过滤得滤液，在加热搅拌的条件下，向滤液中加入沉降剂，滤液与沉降剂的质量比为8:1，加热至85℃后保温30min，通入氮气，过滤得滤液，滤液再过反渗透膜，得浓度为26～28°Beˊ的浓卤水和淡水；其中，净化剂为硅酸、羟甲基纤维素钠和木质素按6：1：3的质量比混合所得；沉降剂为碳酸钠、无水乙醇按0.8:1的质量比混合所得。
对比例4
对比例4与实施例1的区别在于：
步骤S2为将过滤后的海水加热至38℃，依次加入碳酸钠和净化剂继续加热，海水、与碳酸钠的质量比为26:1:2，析出凝絮物后，通入二氧化碳，过滤得滤液，滤液再过复合反渗透膜，得浓度为26～28°Beˊ的浓卤水和淡水；其中，净化剂为硅酸、羟甲基纤维素钠和木质素按6：1：3的质量比混合所得。
对比例5
对比例5与实施例1的区别在于：
步骤S3为向浓卤水中加入体积浓度为76％的盐酸，调节pH至2，加热至95℃回流反应6h，析出结晶，真空抽滤，得盐。
试验例
分别实施例与对比例的制得的盐进行检测，工业盐理化指标见表1，检测结果见表2；
表1工业盐理化指标
Figure BDA0002859464120000061
水分测定：参照GB/T 13025.3-2012《制盐工业通用试验方法水分的测定》；
水不溶物测定：参照GBT13025.4-2012《制盐工业通用试验方法水不溶物的测定》；
钙镁离子总量测定：参照GB/T 13025.6-2012《制盐工业通用试验方法钙和镁的测定》；
硫酸根含量测定：参照GB/T 13025.8-2012《制盐工业通用试验方法硫酸根的测定》；
氯化钠含量测定：参照GB T 5462-2015《工业盐》。
表2检测结果
Figure BDA0002859464120000071
由实验数据可知，采用本发明制盐工艺制备的盐，品质高，氯化钠含量高、水分、水不溶物、钙镁离子总量和硫酸根的含量低。其中，实施例1为本发明制盐工艺的最佳方案；实施例2过滤池仅设有一层石英砂，其过滤效果差，盐中的水分和水不溶物较实施例1多；实施例3中碳酸钠和净化剂的用量较多，净化剂与海水作用不完全，在过滤时难以去除导致杂质增多；实施例4中沉降剂的用量较多，沉降效果过饱和，导致剩余沉降剂溶于卤水中增加了离子杂质含量；实施例5未使用本发明的净化剂，其净化效果差，盐中的氯化钠含量低，杂质较实施例1多；实施例6的沉降剂未使用无水乙醇，其沉降效果较差。
对比例1常规制盐方法制得的盐，其氯化钠含量低、各杂质多，还需进一步精制；对比例2未采用净化剂处理海水所得的盐，其氯化钠含量较低，未净化卤水直接制盐，盐中的杂质多；对比例3未通入二氧化碳，凝絮物过滤不完全，水不溶性杂质多；对比例4未加入沉降剂所得的盐，其氯化钠含量低，杂质多；对比例5在加热回流后未降温，不仅耗时长，而且所制得的盐的氯化钠含量低、水分较多、杂质较多。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种海水制盐方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将海水引入过滤池过滤；
S2、将过滤后的海水加热至30～40℃，依次加入碳酸钠和净化剂继续加热，析出凝絮物后，通入二氧化碳，过滤得滤液，在加热搅拌的条件下，向滤液中加入沉降剂，加热至70～85℃后保温30～60min，通入中性气体，过滤得滤液，滤液再过反渗透膜，得浓卤水和淡水；
S3、向浓卤水中加入体积浓度为70～80％的盐酸，调节pH至2～3，加热回流后迅速降温，析出结晶，真空抽滤，得盐。
2.根据权利要求1所述的一种海水制盐方法，其特征在于，所述过滤池内下到上分依次包括第一层、第二层和第三层，第一层为鹅卵石，第二层为粒径2.0～3.0mm的陶粒，第三层为孔径10～40nm的中孔活性炭。
3.根据权利要求1所述的一种海水制盐方法，其特征在于，步骤S2中，净化剂为硅酸、羟甲基纤维素钠和木质素按5～7：1：3的质量比混合所得。
4.根据权利要求1所述的一种海水制盐方法，其特征在于，步骤S2中，海水、碳酸钠与净化剂的质量比为20～30：1：2。
5.根据权利要求1所述的一种海水制盐方法，其特征在于，步骤S2中，沉降剂为碳酸钠和无水乙醇按0.6～1:1的质量比混合所得。
6.根据权利要求1所述的一种海水制盐方法，其特征在于，步骤S2中，滤液与沉降剂的质量比为6～10:1。
7.根据权利要求1所述的一种海水制盐方法，其特征在于，步骤S2中，中性气体为氢气、氮气、氧气中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种海水制盐方法，其特征在于，步骤S2中，浓卤水的浓度为26～28°Beˊ。
9.根据权利要求1所述的一种海水制盐方法，其特征在于，步骤S3中，加热回流后迅速降温为加热至80～100℃回流反应20～60min后，迅速降温至0～10℃。
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