本發(fā)明涉及一種含碳酸銨的溶液的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

1、稀土礦物冶煉分離過程中普遍采用碳酸氫銨、碳酸氫銨混合氨水沉淀劑制備稀土碳酸鹽，進而將稀土碳酸鹽灼燒轉(zhuǎn)型為氧化稀土?；旌铣恋韯w系較單一碳沉的優(yōu)點在于可以減少配制沉淀劑用水量、極大減少沉淀劑分解釋放的二氧化碳，提高沉淀劑的濃度和利用率、降低水處理成本，使得沉淀過程體系控制更加穩(wěn)定。

2、目前，在稀土碳酸鹽熱分解制備氧化物過程中，對于稀土體量龐大的企業(yè)，多采用天然氣在灼燒窯內(nèi)約1000℃條件下灼燒，再加上稀土碳酸鹽熱解過程本身就有二氧化碳釋放，因此，會排放出大量且?guī)в杏酂岬牡蜐舛鹊亩趸嘉矚?，不僅造成大量碳外排，同時損失了熱能。此外，在稀土冶煉或碳沉過程中，從氯化銨廢水中回收了大量的較低濃度的氨水，由于氨水濃度低，市場利潤低，多為企業(yè)自給自足，但仍有部分氨水過剩。

3、目前，對煙氣中二氧化碳捕集的主要技術(shù)為吸收法，吸收溶劑包括有機胺和氨水等，而有機胺無法對二氧化碳進行直接轉(zhuǎn)化利用，極大限制了規(guī)?；?。氨水吸收二氧化碳是目前工業(yè)中生產(chǎn)制備碳酸氫銨最主要的方法，通過采取氣液反應過程強化制備工業(yè)碳酸氫銨，其中，反應器主要有鼓泡塔、填料塔、微反應器、碳化塔等，但是原料多為高濃度二氧化碳或者液態(tài)二氧化碳。

4、cn102114383b公開了一種基于氨化學鏈循環(huán)的二氧化碳捕集與轉(zhuǎn)化方法，通過氨水溶液在吸收塔內(nèi)進行氣液接觸，對鋼鐵生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的煙氣中的二氧化碳進行吸收，生成碳酸氫銨或碳酸銨，再將其與堿性鋼渣浸提的產(chǎn)物反應生成碳酸鈣與堿式碳酸鎂。該方法所用氨水為配制的氨水，該方法的氨利用率和二氧化碳的脫除率仍較低。此外，該方法雖固碳、回收利用氯化銨煉鋼廢渣中的鈣、鎂資源，但是其產(chǎn)物碳酸鈣與碳酸鎂依舊為工業(yè)副產(chǎn)物，無法直接在該體系下循環(huán)利用。

5、cn112850775a公開了一種氧化稀土生產(chǎn)過程中碳-氨循環(huán)利用的方法，其重點提出了采用萃取和沉淀的過程中產(chǎn)生氨氮廢水進行汽提蒸氨，得到氨水；隨后將所得氨水、水與沉淀和煅燒過程中產(chǎn)生二氧化碳通過碳化塔混合接觸并多次碳化，得到碳酸氫銨溶液的過程，所得碳酸氫銨溶液返回沉淀步驟中作為沉淀劑使用。該方法并未對稀土灼燒尾氣成分及碳化后的尾氣作詳細說明，得到的碳酸氫銨若直接作為沉淀劑仍然由于堿度較低而導致碳沉廢水量大等問題。

6、cn114180613b公開了一種氨和碳循環(huán)利用制備稀土氧化物的方法及稀土氧化物用途，(1)將包括第一稀土碳酸鹽和第一稀土氧化物的原料采用微波加熱，在500～1000℃下煅燒20～120min，得到第二稀土氧化物和二氧化碳；(2)將二氧化碳與第一氨水反應，得到沉淀劑；(3)將沉淀劑與稀土氯化物反應，得到第二稀土碳酸鹽和氯化銨廢水。第二稀土碳酸鹽返回至步驟(1)中作為原料使用。該方法的氨資源利用率仍待進一步提高，而且，其使用的微波加熱方式在稀土灼燒工業(yè)中設(shè)備成本高，處理量相對傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)窯等設(shè)備受限；此外，該方法并未提及灼燒尾氣吸收過程及尾氣成分。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種含碳酸銨的溶液的生產(chǎn)方法。該生產(chǎn)方法的氨利用率較高，所得稀土碳酸鹽容易過濾。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)上述目的。

2、本發(fā)明提供一種含碳酸銨的溶液的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：

3、1)將稀土碳酸鹽采用天然氣灼燒，得到稀土氧化物和第一尾氣；

4、2)將第一尾氣經(jīng)尾氣冷卻器換熱并回收熱量；將冷卻后的第一尾氣通入急冷塔，并用氨水循環(huán)噴淋，得到第二尾氣；

5、3)將第二尾氣在定-轉(zhuǎn)子反應器內(nèi)用氨水吸收，得到含碳酸銨的溶液，同時將形成的第三尾氣通入尾氣吸收塔內(nèi)用酸除去殘余的氨，將所得符合排放標準的第四尾氣排放；

6、其中，上述步驟的氨水的濃度為8.0～9.6mol/l，氨水為從稀土冶煉或碳沉工藝形成的氯化銨廢水中回收的氨水。

7、根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)方法，優(yōu)選地，步驟1)中，第一尾氣的溫度為180～250℃，第一尾氣的濕基流量為6500～7000nm3/h，二氧化碳含量為4.0～5.0wt％。

8、根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)方法，優(yōu)選地，步驟2)中，將第一尾氣經(jīng)尾氣冷卻器換熱并回收熱量，用于車間供暖系統(tǒng)；將冷卻后的第一尾氣經(jīng)風機加壓后通入急冷塔。

9、根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)方法，優(yōu)選地，步驟2)和步驟3)中，氨水的總用量為430～460kg/h。

10、根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)方法，優(yōu)選地，步驟2)中，第二尾氣的溫度為40～45℃；第二尾氣的流量為4200～4700nm3/h。

11、根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)方法，優(yōu)選地，，步驟3)中，吸收時的氣液接觸時間為5～15s。

12、根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)方法，優(yōu)選地，步驟3)中，所得的含碳酸銨的溶液中，碳酸銨質(zhì)量濃度≥25wt％，稀土氧化物含量為0.8～1.2wt％。

13、根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)方法，優(yōu)選地，步驟3)中，第四尾氣的溫度為30～40℃；第四尾氣中，稀土氧化物顆粒濃度＜5mg/m3，氨氣濃度＜20mg/m3，氯化氫濃度＜40mg/m3，二氧化碳含量為1.0～1.4wt％，無可見白霧。

14、根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)方法，優(yōu)選地，步驟1)中，采用連續(xù)動態(tài)灼燒。

15、根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)方法，優(yōu)選地，還包括以下步驟：4)將得到的含碳酸銨的溶液與氯化稀土料液反應制備稀土碳酸鹽，所得稀土碳酸鹽繼續(xù)用于步驟1)。

16、本發(fā)明的氨利用率較高，達到95％以上。本發(fā)明所得的含碳酸銨的溶液由于含有適量稀土氧化物，因此在作為沉淀劑時更有助于誘導稀土碳酸鹽的成核、生長，反應漿液無需陳化、更易過濾。此外，采用本發(fā)明的生產(chǎn)方法所制得的含碳酸銨的溶液可直接用于稀土碳酸鹽的沉淀過程，且將稀土碳酸鹽灼燒工序尾氣中的余熱及二氧化碳有效利用，同時從氯化銨廢水中回收的氨水過剩問題得到解決，實現(xiàn)降本增效的同時，減少碳排放拉動氨循環(huán)。

技術(shù)特征：

1.一種含碳酸銨的溶液的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟1)中，第一尾氣的溫度為180～250℃，第一尾氣的濕基流量為6500～7000nm3/h，二氧化碳含量為4.0～5.0wt％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟2)中，將第一尾氣經(jīng)尾氣冷卻器換熱并回收熱量，用于車間供暖系統(tǒng)；將冷卻后的第一尾氣經(jīng)風機加壓后通入急冷塔。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟2)和步驟3)中，氨水的總用量為430～460kg/h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟2)中，第二尾氣的溫度為40～45℃；第二尾氣的流量為4200～4700nm3/h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟3)中，吸收時的氣液接觸時間為5～15s。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟3)中，所得的含碳酸銨的溶液中，碳酸銨質(zhì)量濃度≥25wt％，稀土氧化物含量為0.8～1.2wt％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟3)中，第四尾氣的溫度為30～40℃；第四尾氣中，稀土氧化物顆粒濃度＜5mg/m3，氨氣濃度＜20mg/m3，氯化氫濃度＜40mg/m3，二氧化碳含量為1.0～1.4wt％，無可見白霧。

9.根據(jù)權(quán)利要求1～8任一項所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，步驟1)中，采用連續(xù)動態(tài)灼燒。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的生產(chǎn)方法，其特征在于，還包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種含碳酸銨的溶液的生產(chǎn)方法，該生產(chǎn)方法包括如下步驟：1)將稀土碳酸鹽采用天然氣灼燒，得到稀土氧化物和第一尾氣；2)將第一尾氣經(jīng)尾氣冷卻器換熱并回收熱量；將冷卻后的第一尾氣通入急冷塔，并用氨水循環(huán)噴淋，得到第二尾氣；3)將第二尾氣在定?轉(zhuǎn)子反應器內(nèi)用氨水吸收，得到含碳酸銨的溶液，同時將形成的第三尾氣通入尾氣吸收塔內(nèi)用酸除去殘余的氨，將所得符合排放標準的第四尾氣排放。本發(fā)明可以采用低濃度氨水實現(xiàn)碳的回用，氨利用率達到95％以上。

技術(shù)研發(fā)人員：蔚臘先,張永華,崔建國,王俊鵬,趙心毓,桑曉云,宋云華,趙揚,魏玉勝,沈江
受保護的技術(shù)使用者：包頭稀土研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6