[发明专利]一种井矿盐生产卤水制备α高强石膏处理工艺

说明书

一种井矿盐生产卤水制备α高强石膏处理工艺，包括前驱体结晶反应系统和半水石膏水热反应系统。前驱体结晶反应系统包括一级结晶反应器、二级结晶反应器、二水石膏沉降罐、二水石膏离心洗涤罐。半水石膏水热反应系统包括晶型预调节罐、水热反应釜、半水石膏离心分离机及干燥机。本发明可实现井矿盐生产卤水中硫酸钙资源的回收；前驱体结晶反应系统采用多级反应结晶器及晶浆回用的方式，通过调节二水硫酸钙结晶过饱和度来提高二水石膏尺寸，提高离心洗涤效率；半水石膏水热反应系统通过加入转晶剂和晶型改性剂的复合药剂，提高半水石膏转晶效率，制得的α型高强石膏符合《JCT 2038‑2010α型高强石膏》的最高标准；半水石膏水热反应系统采用水热合成母液回用至二水石膏离心洗涤罐，可以降低转晶剂损失量提高转晶剂的利用率。

技术领域

本发明涉及高盐废水资源化处理工艺，特别涉及一种井矿盐卤水制备α高强石膏处理工艺。

背景技术

石膏是硫酸盐矿物，有天然石膏和化学石膏两类，其化学分子式为CaSO4·2H2O，二水石膏可以脱水形成半水石膏，一般认为抗压强度达到25～50MPa的半水石膏即为高强石膏材料,大于50MPa则为超高强石膏材料。α型高强石膏被广泛应用于陶瓷、精密铸造、医用、航空、船舶、汽车、塑料、建筑艺术及工艺美术等领域，制成各种模具、模型。二水石膏的纯度和晶型直接影响到α型高强石膏的纯度。常用的化学石膏主要来源于化工副产品及废渣，如氟石膏、磷石膏和排烟脱硫石膏等，存在纯度低、白度低等问题。

在制盐和其他化工生产过程中，副产大量含硫酸盐卤水。对于井矿盐生产企业，为了节能降耗、降低生产成本、提高资源综合利用效率，采用碱钙联合生产循环工艺，实现全卤制碱，废碱液与制盐乏水注井采卤，同时实现制盐制碱。工艺在大循环过程中，加入了大量的钙，钙离子被注井采卤消耗芒硝，得到硫酸钠含量低的高品质卤水，但是同时在井下产生大量副产的硫酸钙，造成了硫酸钙资源的浪费，同时存在硫酸钙在地层中大量堆积造成潜在的风险。

针对于含硫酸盐和含钙盐卤水实现硫酸钙资源化，目前国内也有一些专利，CN109369046A公开了一种盐化工废弃物制备高强石膏的工艺，采用氯化钙和老卤混合得到二水石膏，并采用常压水热法制备α高强石膏，但未考虑到CN101367538A利用含硫酸盐卤水和含钙盐卤水通过控制结晶反应器中结晶反应，制取大粒径、高纯度硫酸钙，但未进行硫酸钙高值化转变的深度研究；CN110589869A公开了一种利用氯碱副产盐石膏与化工废盐用于常压盐溶液法制备α高强石膏方法，该方法相比于水热法，不需要压力，但是存在反应时间长，反应效率低，且转晶不彻底的问题。

为了避免井矿盐碱钙联产工艺过程中硫酸钙资源浪费，提高工艺的高效性和经济性，亟待寻求一套高效合理的工艺系统实现硫酸钙高值化转变。

发明内容

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案是：一种井矿盐生产卤水制备α高强石膏处理工艺,包括前驱体结晶反应系统和半水石膏水热反应系统。

前驱体结晶反应系统包括一级结晶反应器、二级结晶反应器、二水石膏沉降罐、二水石膏离心洗涤罐。氯化钙卤水连续通入所述一级结晶反应器，硫酸钠卤水分成两股料分别连续通入所述一级结晶反应器和所述二级结晶反应器；含有细小颗粒的二水硫酸钙从所述二级结晶反应器溢出，进入所述二水石膏沉降罐；所述二水石膏沉降罐经沉降后得到高浓度的晶浆和母液，所述晶浆可回流至一级结晶反应器；所述一级结晶反应器和所述二级结晶反应器从底部排出粗硫酸钙浆；所述粗硫酸钙浆液进入所述二水石膏离心洗涤罐得到二水石膏前驱体。

半水石膏水热反应系统包括晶型预调节罐、水热反应釜、半水石膏离心分离机及干燥机。所述晶型预调节罐中加入转晶剂和晶型改性剂；所述调节罐浆料进入所述水热反应釜进行半水石膏水热合成反应；所述水热反应釜合成浆料进入所述离心分离机；所述离心分离机分离母液回用至二水石膏离心洗涤罐，所述离心分离固体进入所述干燥机得到α型高强石膏。

进一步的，所述硫酸钠卤水分成两股料按照1:1～1:5的比例范围分别通入一级结晶反应器和二级结晶反应器，可以调节反应过程二水硫酸钙的过饱和度。