專利名稱：蘇打粉的生產(chǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明闡述一個(gè)改進(jìn)過(guò)的方法，它適用于從地下礦產(chǎn)品，特別是從碳酸鈉石來(lái)回收鈉化學(xué)品(包括碳酸鈉或碳酸氫鈉)。本發(fā)明的技術(shù)可用來(lái)制造蘇打粉、碳酸氫鈉、苛性鈉及其它鈉化學(xué)品，及可用來(lái)處理在該礦石加工過(guò)程中產(chǎn)生的尾渣，這種處理方法既能符合環(huán)境的要求還可提高礦石的回收率。
在懷俄明西南部綠河附近發(fā)現(xiàn)一個(gè)巨大的天然碳酸鈉石礦(Na2CO3·NaHCO3·2H2O)的原生沉積礦床，該礦床位于地表面下約243.8m至914.4m(800-3000呎)。其它這類碳酸鈉石大地沉積礦床也已在土耳其和中國(guó)發(fā)現(xiàn)。綠河的碳酸鈉石主礦床以層狀存在，厚度為3.66m(12呎)，深度約為305m(1，500呎)，含量經(jīng)分析為90%碳酸鈉石。綠河碳酸鈉石礦床復(fù)蓋面積達(dá)2，590km2(1000哩2)，由幾個(gè)不同的礦床組成，它們一般互相交迭并為頁(yè)巖層所分隔。在某些地區(qū)，碳酸鈉石礦床出現(xiàn)在122m(400呎)以上，有十層或十幾層，構(gòu)成總地層的25%。當(dāng)然，由于其在地層中的位置不同，碳酸鈉石的質(zhì)量變化也是很大的。
在懷俄明綠河開采的這一天然碳酸鈉石其典型分析結(jié)果如下典型天然碳酸鈉石的分析成分 百分率倍半碳酸鈉 90.00NaCl 0.1Na2SO40.02有機(jī)物 0.3不溶物 9.58100.00
如上述分析所示，天然碳酸鈉石的主成分是倍半碳酸鈉。雜質(zhì)(主要是頁(yè)巖和其它不溶物)的含量如此巨大，使得不能將此天然碳酸鈉石直接轉(zhuǎn)化為可用于許多商品化生產(chǎn)的產(chǎn)品。因此，通常先將天然碳酸鈉石純化以去除或減少雜質(zhì)，然后將其有用的含鈉物質(zhì)以下列產(chǎn)品形式出售蘇打(Na2CO3)、碳酸氫鈉(NaHCO3)、苛性蘇打(NaOH)、倍半碳酸鈉(Na2CO3·NaHCO3·2H2O)、一種鈉的磷酸鹽(Na5P3O10)或其它含鈉的化學(xué)品。
碳酸鈉石的一個(gè)主要用途是將其轉(zhuǎn)化并精制成蘇打粉。將碳酸鈉石所含的倍半碳酸鈉轉(zhuǎn)變?yōu)樘K打粉，在商業(yè)上可行的實(shí)施方式有兩種不同類型的方法，即“倍半碳酸鹽法”和“一水合物法”。
純化天然碳酸鈉石進(jìn)而生產(chǎn)純凈蘇打粉的“倍半碳酸鹽法”是按以下一系列步驟進(jìn)行的，它包括將開采的天然碳酸鈉石溶解在一個(gè)含正碳酸鹽多于碳酸氫鹽的熱母液中，將母液進(jìn)行循環(huán)以便均勻地溶解碳酸鈉石;從溶液中沉淀出淤漿;溶液經(jīng)過(guò)濾后將濾液送到一組真空結(jié)晶器中;在結(jié)晶器中，水份被蒸發(fā)，溶液被冷卻，使倍半碳酸鈉結(jié)晶析出，呈穩(wěn)定結(jié)晶相;將母液再循環(huán)以溶解更多的天然碳酸鈉石;在足以使倍半碳酸鈉結(jié)晶轉(zhuǎn)化為蘇打粉的溫度下煅燒此結(jié)晶。
相繼開發(fā)的一種更直接和簡(jiǎn)單的方法是“一水合物法”，該方法通過(guò)以下一系列步驟得到一種致密的不含有機(jī)物的蘇打粉，這些步驟包括在400℃-800℃溫度下煅燒天然碳酸鈉石，使其轉(zhuǎn)化為粗制的碳酸鈉，并通過(guò)氧化和蒸餾去除有機(jī)物質(zhì);將粗制的碳酸鈉溶解于水;澄清所得到的碳酸鈉溶液，使不溶物呈淤漿狀從溶液中去除;過(guò)濾該溶液;在蒸發(fā)器系統(tǒng)中將經(jīng)澄清并過(guò)濾后的碳酸鈉溶液中的水分蒸發(fā)掉;從飽和的母液中結(jié)晶出碳酸鈉一水合物;煅燒該一水合物結(jié)晶以產(chǎn)生致密的，不含有機(jī)物的蘇打粉;結(jié)晶分出后將母液再送回到蒸發(fā)段。
在上述方法中，天然碳酸鈉石的煅燒有三重作用。首先，在約400℃至800℃之間的溫度下煅燒，存在于天然碳酸鈉石中的有機(jī)物質(zhì)被除掉。第二，煅燒使得存在于天然碳酸鈉石中的碳酸氫鹽轉(zhuǎn)化成碳酸鈉。最后，從碳酸鹽法得到的粗制碳酸鈉比天然碳酸鈉石有更大的溶解率。溶解率的比較列于下表Ⅰ。
表Ⅰ碳酸鈉在溶液中的百分率時(shí)間(分) 天然碳酸鈉石 粗制碳酸鈉1 13 31.52 17 32.53 18.5 32.55 19 32.0溶解率的增大導(dǎo)致完成該方法中一個(gè)周期所需的時(shí)間大大縮短，從而使得蘇打粉的產(chǎn)量增加。
在“倍半碳酸鹽法”和“一水合物法”中，不溶于溶解液的不溶物的絕大部分，必須分別在它們加工過(guò)程中從原生碳酸鈉石或煅制碳酸鈉石的溶液中分離出來(lái)。分離通常在澄清器中進(jìn)行，在澄清器中，不溶物以淤漿狀沉至底部，留下原生的或煅制的碳酸鈉石的澄清溶液，此溶液可順流送到結(jié)晶器系統(tǒng)，以回收結(jié)晶產(chǎn)物。這些淤漿最好與溶解器系統(tǒng)所需的新加的補(bǔ)償給水接觸，以軟化該補(bǔ)償給水，然后按Leonard Seglin等人的美國(guó)專利No.3，131，996所述，用于溶解碳酸鈉礦石。在上述這樣的澄清和補(bǔ)償給水軟化步驟后，通常將淤漿和軟化后的水送到增稠器，在增稠器中淤漿被濃縮并增稠。從增稠器回收的軟化水溶液被送回溶解器，而增稠后的淤漿(常稱作尾渣)被送到表面處理蓄水池存放。
雖然不溶物量?jī)H占一小部分，通常約占碳酸鈉石礦的10%，但對(duì)一個(gè)年產(chǎn)蘇打粉1，814，285公噸/年(200萬(wàn)短噸)生產(chǎn)工廠而言，可處理的尾渣總量就變得相當(dāng)巨大，約為317，500公噸/年(350，000噸/年)。如此大量的尾渣，當(dāng)然必須以環(huán)境可接受的方式對(duì)其進(jìn)行處理。
尾渣處理的一個(gè)顯而易見的方法即是將尾渣送回到它們發(fā)源之處的環(huán)境中。因?yàn)槲苍鼉H占在開采過(guò)程中所取出物質(zhì)體積的約10%，所以在礦中有足夠的空間可用于永久地貯存尾渣。但是，在以下方面仍然存在很多問(wèn)題從與不溶物接觸的大部分或全部相應(yīng)水溶液中分離出尾渣;將尾渣運(yùn)送回礦井下;在地下將它們轉(zhuǎn)運(yùn)到開采過(guò)礦石的區(qū)域，放在礦的廢棄工作面，而這些區(qū)域可能不再有頂板支護(hù)，礦中工作面的下沉已開始。由于冒頂和甲烷氣的積聚，只能冒很大的危險(xiǎn)方能進(jìn)入這些廢棄的工作面。
此外，如果尾渣不是幾乎完全干燥的話，水分或溶液會(huì)由尾渣流出，漫延到整個(gè)礦，造成一種骯臟和危險(xiǎn)的環(huán)境，除非將液體限制和/或?qū)⑵涫占饋?lái)運(yùn)回地面。而且，進(jìn)入廢礦去收集或限制這樣的液體，通常是太危險(xiǎn)了而不能作為常規(guī)操作。
在生產(chǎn)礦區(qū)處理尾渣是另一種方案。但是，試圖在從開采的工作面運(yùn)出礦石的同時(shí)將尾渣運(yùn)回礦中，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的組織上的問(wèn)題并影響生產(chǎn)。
伴隨著碳酸鈉石尾渣常規(guī)地下處置的嘗試而產(chǎn)生的這些問(wèn)題，使這些傳統(tǒng)的做法在經(jīng)濟(jì)上不完善且難于實(shí)行。
按照本發(fā)明，可通過(guò)以下步驟在地下處理不溶性碳酸鈉石礦尾渣用足夠的工藝廢水或水將尾渣制成漿狀以使此淤漿可用泵抽吸;用泵將淤漿打到連通于地下碳酸鈉石礦床開采過(guò)的洞井中，足夠的壓力使得尾渣的積聚不致于阻塞井口的底部;持續(xù)用泵將所述的尾渣漿打到所述洞中;在所述洞中將所述尾渣分散并沉降;從所述洞中抽出液體，由于從所述洞中溶解了碳酸鈉石，該液體的碳酸鈉和/或碳酸氫鈉濃度(下文稱作“總堿”或“TA”)增加了;然后回收TA值增加了的所述液體用于含鈉化學(xué)品的生產(chǎn)。
本方法出乎意料地達(dá)到兩個(gè)滿意的結(jié)果。首先，通過(guò)一個(gè)密閉的注入井可使尾渣被轉(zhuǎn)運(yùn)并輸入另外一個(gè)難以進(jìn)入的地下洞，而不會(huì)阻塞注入井的通往地下洞的下口。顯然，在高靜壓頭下，輸入這樣的帶水的淤漿狀尾渣，尾渣淤漿可在地下分散成一個(gè)很廣的區(qū)域，而不會(huì)在井口下形成一個(gè)錐形的尾渣堆，從而不會(huì)堵塞注入井通入礦洞的井口。
本發(fā)明的第二個(gè)意想不到的方面是，為了注入地下礦洞而用來(lái)將尾渣攪成漿狀的溶液，在其保留在地下洞中以后，由于溶入了它所接觸的碳酸鈉石而顯著地提高了TA值。這將不是所期望的，因?yàn)槿藗冎溃?dāng)用水溶解地下形成的碳酸鈉石時(shí)，這不一致的溶解的復(fù)鹽在碳酸鈉石表面形成殘留物溶解屏障。碳酸鈉石殘留的不溶物和再沉積在碳酸鈉石網(wǎng)紋上的碳酸氫鈉不溶物形成這樣一種屏障，它沉積在與水溶劑接觸的地下碳酸鈉石形成物的表面?？梢灶A(yù)期，這種溶解屏障會(huì)顯著地降低溶解率，因?yàn)榇似琳嫌行У卦黾恿怂軇U(kuò)散進(jìn)去、碳酸鈉石值擴(kuò)散出來(lái)的擴(kuò)散通路的厚度。此現(xiàn)象在Gancy的美國(guó)專利No.3，184，287第1欄至第2欄第30行中作了詳細(xì)描述，在Gancy專利中，除注入水溶劑外，還注入氫氧化鈉溶液或pH大于碳酸鈉的其它合適的堿性物質(zhì)，它和碳酸氫鹽反應(yīng)從而消除溶解屏障，從而使這一現(xiàn)象得到克服。本方法不在溶液中使用任何這樣的堿性添加物，然而，由于還不知道的原因，溶解液的TA增加到接近飽和。這樣的溶液通常會(huì)含相當(dāng)過(guò)量的碳酸鈉，而將大部分比較不需要的碳酸氫鈉留在地下。
在實(shí)行本方法時(shí)，在地下開采區(qū)鉆一個(gè)封閉的注入井。它是這樣完成的從地面向下鉆孔進(jìn)入開采區(qū)，并安裝一個(gè)小的直徑為12.7cm(5吋)的井管鉆進(jìn)礦洞時(shí)，必須小心地避開礦柱。本方法能在礦柱、礦頂和頂板完整的開采區(qū)實(shí)施，也可在有礦頂、礦柱部分倒坍和/或地面隆起或出現(xiàn)一些下沉的開采區(qū)實(shí)施。
采空區(qū)通常含有碳酸鈉石礦柱和殘留的未開采的碳酸鈉石。在原來(lái)開采時(shí)留下碳酸鈉石礦柱以支持頂板，開采后，碳酸鈉柱留下來(lái)，慢慢變形，使頂板逐漸下沉，以控制回采時(shí)的地面情況。除了碳酸鈉石礦柱和出現(xiàn)下沉后的碎石外，開采區(qū)還有留在頂板和底部的碳酸鈉石層，它們太靠近包圍碳酸鈉石層的頁(yè)巖層，以至不能經(jīng)濟(jì)地開采。這樣的碳酸鈉石層和碳酸鈉石礦柱為用于尾渣制漿的溶液中能溶解額外的碳酸鈉石(如下文所述)提供了所必需的表面區(qū)。
用于尾渣制漿的溶液通常從地面上整個(gè)蘇打粉廠的工藝廢水中得到，盡管也可用普通的水。這些廢水加上一些補(bǔ)償給水得到一種溶液，此溶液平均含有約10%重量的TA，即10%重量為溶解的碳酸鈉和/或碳酸氫鈉值。將此溶液以足以生成可用泵抽的混合物的量與尾渣混和。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)含有約15%重量尾渣固體的淤漿是最合適的。當(dāng)然可用比這更稀的淤漿，但那樣會(huì)增加用于處理尾渣所需溶液的總量。而比這更濃的淤漿會(huì)使處理和用泵抽吸淤漿更為困難。
然后，將含有約15%(重量)固體的淤漿以足夠的靜壓頭用泵抽吸打入密閉的注入井內(nèi)，使尾渣淤漿分散到整個(gè)開采區(qū)。井越深，它所具有的天然靜壓頭就越大。所需的泵壓將隨井的加深而減小，因?yàn)樘烊混o壓頭會(huì)恰當(dāng)?shù)奈苍稚⑻峁┐蟛糠只蛉克璧膲毫Α?br> 在渣漿注入后，尾渣沉到地下開采工作面(它們形成的地方)的底部，用于將尾渣制漿的溶液則慢慢地順其自然流到接觸碳酸鈉石的最低層。這樣的接觸能溶解更多的碳酸鈉石，而使溶液TA值增加。只有幾吋的很淺的溶液層會(huì)溶解和侵蝕留下的碳酸鈉石礦柱的底部，而超載的壓力會(huì)繼續(xù)將留下的礦柱推倒在溶液中。這樣，頂柱中的全部碳酸鈉石遲早會(huì)溶解在淺淺的液體中。
將以淤漿形式并在足夠的靜壓頭和/或速度頭下輸入尾渣與如果將尾渣自然傾瀉而形成錐體其尖端頂在井筒出口并將堵塞井口的情況相比，前者尾渣會(huì)分散在比后者大得多的面積上。在本方法中，地下固體尾渣最終形成一個(gè)平頭的錐體，如果它的基部在一個(gè)水平的表面上，在一個(gè)通常為2.44m(8呎)高的開采區(qū)內(nèi)，錐體的基部擴(kuò)展可遠(yuǎn)達(dá)約304m(1500呎)。錐體的坡度從在卸渣處與水平面成2至3度(粗的粒子在這兒沉降下來(lái))到與水平面成0.5到1度(在這兒，較小的、不那么稠密的粒子和礦泥沉降下來(lái))之間變化。如果礦底不是水平的，或者碳酸鈉石礦床是傾斜的，那么沉積區(qū)將沿著斜坡向下延伸。如果碳酸鈉石礦床的坡度超過(guò)了3度，幾乎全部淤漿會(huì)沿斜坡而下，到一個(gè)較平的地方。在開采區(qū)形成一個(gè)盆地的情況下，即使注入井不位于盆的中心，這個(gè)盆地也能為尾渣所全部填滿。
尾渣將保留用于將它們制漿并注入地下的溶液的30%，作為殘留水分。其余的溶液將排入到地下它能到達(dá)的最低的可利用點(diǎn)。一般情況下，這可根據(jù)開采區(qū)的地形圖預(yù)先加以確定。使溶液排出，直到達(dá)到礦里一個(gè)易于進(jìn)入的區(qū)域，在那兒可將它收集到池中?；蛘撸山?jīng)溝渠或筑提將溶液轉(zhuǎn)運(yùn)到中心區(qū)，在那兒收集起來(lái)。
然后，經(jīng)一個(gè)池將基本上不含不溶物的溶液從該區(qū)域引出，最后用泵打到地面，在加工廠用來(lái)制備鈉化學(xué)品，如蘇打粉。可將溶液放入一個(gè)表面加熱的溶解系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中，溶液的TA值會(huì)增高，由于它溶解了所加入的碳酸鈉礦石，而使其濃度上升，直到成為完全飽和的溶液。如果采用“倍半碳酸鹽法”生產(chǎn)蘇打粉，可將溶液直接送入溶解系統(tǒng)，假如二氧化碳也可加入此系統(tǒng)的話。如果采用“一水合物法”，在將溶液送入溶解系統(tǒng)之前，可將液體進(jìn)行預(yù)處理，如經(jīng)加熱、加石灰或其它方法處理，使碳酸氫鹽值轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓猁}。
參見附圖，

圖1用圖解說(shuō)明了用“一水合物法”生產(chǎn)蘇打粉的本方法的實(shí)施方案。
在此實(shí)施方案中，將天然碳酸鈉石在煅燒爐10中煅燒，得到粗制碳酸鈉，粗制碳酸鈉經(jīng)管42送到溶解器43中，在溶解器中碳酸鈉溶解在從管53來(lái)的補(bǔ)償給水中。所得到的帶有不溶性淤漿的粗制碳酸鈉溶液從溶解器43經(jīng)管44送到澄清器45，在澄清器中不溶性淤漿沉積下來(lái)，澄清的溢流液經(jīng)管46送到過(guò)濾器47。
將淤漿從澄清器45經(jīng)管48移到壓力槽49，它們?cè)谀莾号c來(lái)自該區(qū)的硬質(zhì)補(bǔ)償給水和/或其它工廠溶液充分混合。所得到的混合物經(jīng)管50送到增稠器51。將軟化的水和增稠的淤漿(稱作“尾渣”)從增稠器51中經(jīng)管52送出以備處理。軟化的水和溶解的TA值溢流液從增稠器51中經(jīng)管53流出，將其送到溶解器43中，為溶解粗制的煅燒碳酸鈉石提供軟化水。
過(guò)濾好的碳酸鈉溶液經(jīng)管54從過(guò)濾器47送到結(jié)晶器55，在結(jié)晶器中，水分被蒸發(fā)掉，母液中形成碳酸鈉一水合物結(jié)晶泥。水蒸汽可從結(jié)晶器排入大氣中，也可由管62經(jīng)冷凝器64送到噴淋池，例如，冷卻水從噴淋池返回到冷凝器。結(jié)晶泥從結(jié)晶器55經(jīng)管56送到離心機(jī)57，在此處經(jīng)沉降和離心，將母液從碳酸鈉一水合物結(jié)晶中除去。將碳酸鈉一水合物結(jié)晶經(jīng)管58送到煅燒爐59，碳酸鈉一水合物在煅燒爐中被煅燒成蘇打粉。母液在充分清除雜質(zhì)以防雜質(zhì)(如氯化鈉和硫酸鹽)積聚后，經(jīng)管60從離心機(jī)57再循環(huán)到結(jié)晶器55。
將管52中的尾渣與經(jīng)管66引入的工藝廢水或水混合。得到的淤漿含15%(重量)的固體量和高達(dá)10%的TA，用泵67將此淤漿經(jīng)密閉的注入井而下，進(jìn)入含殘留碳酸鈉石礦柱70的地下采空區(qū)69。尾渣71分散在整個(gè)坑巷69中并沉積在底部。用于將尾渣制漿的溶液72分離出來(lái)并溢至開采區(qū)69。當(dāng)溶液72停留在開采區(qū)69中時(shí)，它溶解該區(qū)中的碳酸鈉石從而增高了其TA值。然后收集該溶液并經(jīng)管73送到泵74，在此處用泵打到出口井75，并經(jīng)管76、管42回到溶解器43。存在于水中的所有碳酸氫鹽值必須通過(guò)加熱溶液，加石灰到溶液或溶解器系統(tǒng)中，或用其它方法，將其轉(zhuǎn)變成碳酸鹽值，因?yàn)樵凇耙凰衔锓ā敝腥芙庀到y(tǒng)含極少或不含碳酸氫鹽。如果需要，在將回收溶液送到一水合物工廠之前，可通過(guò)從溶液中結(jié)晶出TA的方法來(lái)預(yù)先除去TA值，并將這樣得到的TA值送到一水合物工廠的溶解或蒸發(fā)系統(tǒng)。
同樣的系統(tǒng)可在“倍半碳酸鹽法”中采用，除以下兩點(diǎn)例外不使用在附圖中以符號(hào)10表示的初級(jí)煅燒爐和再循環(huán)蒸汽76可回到溶解器系統(tǒng)，該溶解器系統(tǒng)最好碳酸鹽化，但不是一定要將其碳酸氫鹽值轉(zhuǎn)化為碳酸鹽。顯然，在“倍半碳酸鹽法”中，被回收的結(jié)晶實(shí)體是倍半碳酸鈉，而不是碳酸鈉一水合物。
另一個(gè)實(shí)施方案是將從地下開采區(qū)回收的溶液放在一個(gè)蒸發(fā)池中。溶液在池中蒸發(fā)濃縮，并形成碳酸鈉十水合物結(jié)晶。這些結(jié)晶可用挖取或類似方法從蒸發(fā)池中取出，而從母液中分離出來(lái)，加熱至熔融，而所得到的溶液則用在溶解系統(tǒng)或一水合物法的其它部分?；蛘?，通過(guò)利用流動(dòng)床或其它煅燒方法，將碳酸鈉十水合物結(jié)晶煅燒，直接生成蘇打粉。
用下面的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡明。
將從“倍半碳酸鹽法”使用的增稠器中得到的不溶性尾渣與足夠的工藝水和工廠廢液相混合，得到一種含10%(重量)總堿量的溶液(即溶解的碳酸鈉和/或碳酸氫鈉含量為10%重量)進(jìn)而制成含15%(重量)尾渣的淤漿。用泵以37.85升/秒流量將尾渣淤漿(每分鐘600加侖[600gpm]注入305米(1，500呎)深的密閉注入井，送進(jìn)位于碳酸鈉石層并有碳酸鈉石礦柱的地下采空區(qū)。自然壓頭足以使尾渣在該區(qū)內(nèi)分散而不會(huì)堵塞地下井口。尾渣漿的注入以上述速率持續(xù)幾個(gè)月。在此之前，將來(lái)自碳酸鈉石床下面的含水層的一些水加到采空區(qū)，并以11.04升/秒(每分鐘175加侖)的速率排出。地下尾渣處理系統(tǒng)再另外加入25.24升/秒(每分鐘400加侖)到此尾渣漿流中，由于沉淀出固體和保留的水分，注入體積減少約12.61升/秒(200gpm)(約3.8升/秒即60gpm尾渣固體和約8.8升/秒即140gpm液體)。自尾渣處理方案開始實(shí)行以來(lái)，從該區(qū)溢流液中回收的液體總的平均TA為17.5%。液體從地下采區(qū)用泵打到地面上后，置于蒸發(fā)池中濃縮。將碳酸鈉十水合物回收并作為輔助進(jìn)料用于現(xiàn)有的蘇打粉工廠，以回收TA值并將其轉(zhuǎn)變?yōu)樘K打粉。目前，該系統(tǒng)已運(yùn)行9個(gè)多月而未發(fā)生任何問(wèn)題，尾渣被分散回到它們?cè)瓉?lái)所在的地下。溶液溶解地下碳酸鈉石以恒定的速率持續(xù)進(jìn)行，產(chǎn)生總堿平均為約17.5%的溢流液。
在上面的實(shí)施例中，基本上包含碳酸鈉和碳酸氫鈉的17.5%TA溶液，可用來(lái)作為比開始的10%TA溶液或機(jī)械開采的礦石更經(jīng)濟(jì)的鈉值來(lái)源?？捎萌魏芜m當(dāng)?shù)姆椒▽⒋巳芤悍奖愕貪饪s和加工，以得到純凈的含鈉化學(xué)品。根據(jù)所需的產(chǎn)品，這種加工可包括諸如蒸發(fā)、結(jié)晶、冷卻、碳酸化、苛化和中和等步驟，能得到倍半碳酸鈉、蘇打粉、碳酸氫鈉，它們的水合物(包括碳酸鈉的一水合物和十水合物)、苛性蘇打和磷酸鈉、聚磷酸鈉等鈉鹽。本發(fā)明方法是回收TA值的非常價(jià)廉的開采方法，它在提供對(duì)環(huán)境合適的貯存尾渣的方法的同時(shí)，它還能避免地表層的過(guò)度破壞，并減少可能的下陷。
權(quán)利要求
1.不溶性尾渣地下處理的方法，所述尾渣來(lái)自于制備蘇打粉的過(guò)程中溶解未經(jīng)煅燒的或煅燒后的碳酸鈉石時(shí)留下的不溶物，方法的特征在于用水或選自碳酸鈉、碳酸氫鈉及其混合物鹽的廢水溶液將尾渣制成淤漿；以足夠的壓力將所述淤漿用泵打到連通于碳酸鈉石礦床的地下開采空洞的井中，此壓力足以阻止尾渣的積聚不致于堵塞井口的底部；持續(xù)用泵將所述尾渣漿打入所述洞中；將所述尾渣在所述洞中分散并沉降；從所述洞中抽出液體，其中選自碳酸鈉；碳酸氫鈉及其混合物的鹽的濃度增高；回收富集了所述鹽的所述液體用于制備含鈉化學(xué)品。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于尾渣的淤漿含15%重量的固體。
3.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于用于將所述尾渣制漿的所述廢水溶液含10%重量的所述鹽。
4.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于富集了所述鹽的所述液體含平均17.5%重量的所述鹽。
5.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于將富集了所述鹽的所述液體送回“倍半碳酸鹽法”或“一水合物法”蘇打粉廠的溶解系統(tǒng)。
6.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于將富集了所述鹽的所述液體送回蒸發(fā)池，蒸發(fā)濃縮后所述液體，并回收用于制備蘇打粉。
全文摘要
在生產(chǎn)蘇打粉過(guò)程中，溶解未經(jīng)煅燒的和煅燒過(guò)的碳酸鈉石時(shí)留下的不溶性尾渣的處理方法用水或含碳酸鈉和/或碳酸氫鈉的廢液將尾渣制漿，以足夠的壓力用泵將淤漿抽到連通于地下開采空洞的井中，此壓力足以阻止因尾渣的積聚而堵塞井口底部，將尾渣在洞中分散并沉降，從所述洞中抽出液體，該液體的碳酸鹽和/或碳酸氫鈉的濃度增高，回收此富集了的液體用于制備蘇打粉等含鈉化學(xué)品。
文檔編號(hào)E21B43/40GK1060449SQ9110862
公開日1992年4月22日 申請(qǐng)日期1991年8月29日 優(yōu)先權(quán)日1990年8月29日
發(fā)明者威廉·雷蒙·弗林脫, 邁克爾·邁勒·比瑟爾, 威廉·喬治·菲希爾 申請(qǐng)人:Fmc有限公司