[发明专利]一种高碳酸盐矿井水零排放处理方法及系统

权利要求书

1.一种高碳酸盐矿井水零排放处理方法，其特征在于：该高碳酸盐矿井水零排放处理方法具体包括以下步骤：

步骤a、脱碳；矿井水经预热处理至温度为85℃±5℃，进入脱碳塔进行汽提脱碳，分别得到以碳酸钠与氯化钠为主要成分的高盐水和含CO₂的混合蒸汽；

步骤b、蒸发浓缩；步骤a中的出水经缓冲罐，与一级蒸发器的出液混合后进入一级换热器，换热后的过热物料进入一级蒸发器闪蒸，得到蒸发浓缩液和二次蒸汽，蒸发浓缩液的温度控制在90～95℃；

步骤c、冷却结晶；步骤b中的蒸发浓缩液经换热降温后进入冷却结晶器，在-5～0℃的温度下冷却结晶得到晶浆，晶浆离心分离得到十水碳酸钠和冷冻母液，部分冷冻母液回流至冷却结晶器的进料管路，用于调节冷却结晶器内的晶浆固含量；

步骤d、蒸发结晶；步骤c中的冷冻母液经二级预热器预热后，与二级蒸发器的出液混合，进入二级换热器，换热后的过热物料进入二级蒸发器在45～50℃的温度下蒸发结晶，得到晶浆和二次蒸汽，晶浆离心分离得到氯化钠和蒸发母液，蒸发母液回流至二级蒸发器循环浓缩，根据氯化钠纯度定期排出蒸发母液；

步骤e、干燥；步骤d中定期排出的蒸发母液进行干燥得到杂盐。

2.根据权利要求1所述的一种高碳酸盐矿井水零排放处理方法，其特征在于：所述步骤b中，控制蒸发浓缩液中氯化钠质量浓度为9～11.8%，碳酸钠质量浓度为18～20.5%。

3.根据权利要求1所述的一种高碳酸盐矿井水零排放处理方法，其特征在于：所述步骤b中，闪蒸时的蒸发水量为蒸发器进料量的70%～80%。

4.根据权利要求1所述的一种高碳酸盐矿井水零排放处理方法，其特征在于：所述步骤c所述的冷冻母液中碳酸钠质量浓度为0.3～0.8%。

5.根据权利要求1所述的一种高碳酸盐矿井水零排放处理方法，其特征在于：步骤c所述的冷却结晶中十水碳酸钠产品质量流量与结晶器进料液质量流量之比为0.2～0.5。

6.根据权利要求1所述的一种高碳酸盐矿井水零排放处理方法，其特征在于：步骤d，蒸发结晶中氯化钠产品质量流量与结晶器进料液质量流量之比范围为0.1～0.2，第二蒸发器进行蒸发浓缩时产出的蒸发水量与过热物料进入第二蒸发器进料量的质量比范围为0.45~0.6：1。

7.根据权利要求1所述的一种高碳酸盐矿井水零排放处理方法，其特征在于：蒸发结晶提取氯化钠时蒸发水量占第二蒸发器进料量的45%～60%。

8.根据权利要求1所述的一种高碳酸盐矿井水零排放处理方法，其特征在于：所述步骤a中得到的含CO₂的混合蒸汽作为热源对矿井水进行预热，预热后CO₂排出，混合蒸汽中的水蒸汽形成冷凝水对冷冻母液进行预热；所述步骤b中，二次蒸汽作为一级换热器的热源对物料加热，加热后冷凝水用于对冷冻母液预热，未冷凝的水蒸汽返回一级换热器换热；

所述步骤d中，二次蒸汽作为二级换热器的热源进行换热，换热过程中未冷凝的水蒸汽持续返回二级换热器进行换热直到形成冷凝水，冷凝水排出。

9.根据权利要求1所述的一种高碳酸盐矿井水零排放处理方法，其特征在于：步骤b中一级换热器热源蒸汽温度为95～100℃，绝压为95～100kPa；步骤d中二级换热器热源蒸汽温度为50～60℃，绝压为12～16kPa。

10.一种用于权利要求1-9任一所述的高碳酸盐矿井水零排放处理方法的高碳酸盐矿井水零排放处理系统，其特征在于：该高碳酸盐矿井水零排放处理系统包括，

脱碳单元，用于将高碳酸盐矿井水中的碳酸氢根转化为碳酸根，并脱除矿井水中溶解的CO₂；

蒸发浓缩单元，用于蒸发浓缩脱碳后的矿井水得到含有氯化钠质量浓度为9～11.8%，碳酸钠质量浓度为18～20.5%的蒸发浓缩液；

冷却结晶单元，用于将蒸发浓缩液冷却结晶并离心分离得到十水碳酸钠和冷冻母液；

蒸发结晶单元，用于将冷冻母液蒸发浓缩并离心分离得到氯化钠和蒸发母液，并根据氯化钠纯度定期排出蒸发母液；

干燥单元，用于干燥蒸发结晶单元排出的蒸发母液得到杂盐。