一種熱濃硝酸銨溶液去除鐵、鎂離子的方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于硝酸銨技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種熱濃硝酸銨溶液去除鐵、鎂離子的方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]硝酸銨是由硝酸和氨反應(yīng)生成的鹽，為白色的結(jié)晶體，分子量80，含氮量35%，氮是以銨態(tài)(NH4+)和硝酸態(tài)(NO3)兩種形態(tài)存在。熱濃硝酸銨溶液在生產(chǎn)過程中可大幅度減少蒸汽用量、在運(yùn)輸過程可確保產(chǎn)品的安全，同時(shí)降低了生產(chǎn)企業(yè)人工成本、實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)的本質(zhì)安全?，F(xiàn)作為環(huán)保型產(chǎn)品，得到了國(guó)家有關(guān)部委的高度認(rèn)可。工業(yè)和信化部把液體硝酸銨產(chǎn)品正式列入《中國(guó)民爆器材行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃綱要》，并作為新產(chǎn)品在民爆器材行業(yè)大力推廣。隨著技術(shù)進(jìn)步，液體硝酸銨代替固體硝酸銨直接應(yīng)用于工業(yè)炸藥生產(chǎn)的工藝是今后技術(shù)發(fā)展主流。目前國(guó)家要求濃硝酸銨溶液結(jié)晶溫度以上為澄清透明水樣物，但實(shí)際生產(chǎn)中，熱濃硝酸銨溶液往往呈現(xiàn)渾濁狀，顏色為黃色直至紅棕色。分析后得知，液體硝酸銨產(chǎn)品原料為稀硝酸和氣氨，而稀硝酸部分來源于間硝硝鎂法裝置(使用硝酸鎂提濃稀硝酸裝置)的副產(chǎn)酸，必然含有鎂離子，而鎂離子在溶液中含量超過lOppm，即可使硝酸銨溶液呈現(xiàn)黃色；氣氨來源于合成氨裝置，由于合成氨裝置催化劑主體成分為鐵的氧化物，往往造成氣氨中含鐵離子，而鐵離子在溶液中含量超過5ppm，即可使硝酸銨溶液呈現(xiàn)紅棕色。在工業(yè)炸藥生產(chǎn)中，要求液體硝酸銨澄清透明，否則影響產(chǎn)品質(zhì)量甚至操作安全。
[0003]經(jīng)檢索，《硝酸銨成品顏色異常原因分析》(化工通訊設(shè)計(jì)，2006年6月，第32卷第2期，周啟紅、鄧良健、羅劍勛)中針對(duì)硝酸銨成品顏色的異常進(jìn)行了分析，該文獻(xiàn)中采用化學(xué)分析的手段分析顏色異常的硝酸銨中的可能摻雜成分，并給出了建議措施。其認(rèn)為硝酸銨的顏色異常主要是因?yàn)镃l的積累以及系統(tǒng)中存在的鐵垢，建議措施也是著重于生產(chǎn)過程的預(yù)防。該文獻(xiàn)雖然也是探討硝酸銨顏色的異常，但提出的問題與上述提出的問題并不一致，其解決方法也不適用于上述問題。因此，針對(duì)來自生產(chǎn)原料的鐵、鎂離子引起的硝酸銨顏色不符合國(guó)家要求的問題，急需一種解決辦法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0005]本發(fā)明為解決上述問題，也為提供一種顏色澄清透明、質(zhì)量上乘的熱濃硝酸銨溶液，提出了一種熱濃硝酸銨溶液去除鐵、鎂離子的方法及其裝置。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，通過添加稀氨水使鐵、鎂離子形成沉淀，脫除沉淀后加稀硝酸調(diào)節(jié)PH值，最終使熱濃硝酸銨溶液脫色以滿足產(chǎn)品質(zhì)量。
[0006]2.技術(shù)方案
[0007]本發(fā)明的一種熱濃硝酸銨溶液去除鐵、鎂離子的裝置，包括硝酸銨溶液進(jìn)料管、沉降槽、稀氨水加料管、產(chǎn)品槽和稀酸進(jìn)料管，所述的沉降槽頂部與硝酸銨溶液進(jìn)料管連通，稀氨水加料管通入沉降槽內(nèi)，所述沉降槽的出料管與所述產(chǎn)品槽頂部連通，所述稀酸進(jìn)料管通入產(chǎn)品槽內(nèi)。
[0008]更進(jìn)一步地，還包括氨水霧化器和稀酸霧化器，所述的氨水霧化器位于沉降槽內(nèi)部，稀氨水加料管與氨水霧化器連通，所述的稀酸霧化器位于產(chǎn)品槽內(nèi)部，稀酸進(jìn)料管與稀酸霧化器連通。
[0009]更進(jìn)一步地，所述的沉降槽為圓柱罐狀，其底部為錐形，所述的氨水霧化器內(nèi)置于沉降槽圓部與錐形部結(jié)合處，所述的稀酸霧化器位于產(chǎn)品槽底部。
[0010]更進(jìn)一步地，還包括栗前過濾器和地下槽，所述沉降槽的出料管位于沉降槽側(cè)面，沉降槽的側(cè)面出料管經(jīng)過栗前過濾器通過栗前過濾器的排污口與第二排污管連通，所述沉降槽的底部錐形根部連接有第一排污管，所述第一排污管與所述第二排污管和地下槽頂部連通。
[0011]更進(jìn)一步地，還包括輸送栗和產(chǎn)品輸送栗，所述沉降槽的側(cè)面出料管經(jīng)過栗前過濾器、輸送栗與所述產(chǎn)品槽頂部連通，所述輸送栗的進(jìn)口端與栗前過濾器的出料口連通，輸送栗出口端與產(chǎn)品槽頂部連通，所述產(chǎn)品輸送栗的進(jìn)口端與產(chǎn)品槽的底部出料管連通，產(chǎn)品輸送栗的出口端與外界連通。
[0012]更進(jìn)一步地，所述的第一排污管設(shè)有第一排污閥，所述的第二排污管上設(shè)有第二排污閥。
[0013]本發(fā)明的一種熱濃硝酸銨溶液去除鐵、鎂離子的工藝，其特征在于:其步驟如下:步驟一、向熱濃硝酸銨溶液中加稀氨水，氨水部分電離，使溶液pH值為7-8，以利于形成氫氧化鎂和氫氧化鐵沉淀，所述的稀氨水濃度為2-8% ;步驟二、去除步驟一形成的沉淀并回收；步驟三、向步驟二處理后的熱濃硝酸銨加稀硝酸，調(diào)整溶液PH值在4-7之間，所述的稀硝酸濃度為2-15%。本發(fā)明依據(jù)氫氧化鎂、氫氧化鐵溶度積低(常溫下分別為5.61x10-12和2.79x10-39)的特性，使鎂離子、鐵離子在堿性條件下轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂和氫氧化鐵沉淀，去除沉淀雜質(zhì)后調(diào)整PH值以達(dá)到使熱濃硝酸銨溶液顏色澄清的目的。
[0014]更進(jìn)一步地，工藝實(shí)施的裝置包括沉降槽和產(chǎn)品槽，所述的沉降槽頂部與硝酸銨溶液進(jìn)料管連通，所述的沉降槽為圓柱罐狀，其底部為錐形，所述的沉降槽圓部與錐形部結(jié)合處內(nèi)置有一氨水霧化器，氨水霧化器與稀氨水加料管連通，所述沉降槽的側(cè)面出料管經(jīng)過栗前過濾器通過栗前過濾器的排污口與第二排污管連通，所述沉降槽的底部錐形根部連接有第一排污管，所述第一排污管與所述第二排污管與地下槽頂部連通；所述沉降槽的側(cè)面出料管經(jīng)過栗前過濾器、輸送栗與產(chǎn)品槽頂部連通，所述輸送栗的進(jìn)口端與栗前過濾器的出料口連通，輸送栗出口端與產(chǎn)品槽頂部連通，所述的產(chǎn)品槽底部?jī)?nèi)置有一稀酸霧化器，稀酸霧化器與稀酸進(jìn)料管連通，還設(shè)有一產(chǎn)品輸送栗，所述產(chǎn)品輸送栗的進(jìn)口端與產(chǎn)品槽的底部出料管連通，產(chǎn)品輸送栗的出口端與外界連通。
[0015]更進(jìn)一步地，其步驟為:打開硝酸銨溶液進(jìn)料管的閥門，熱濃硝酸銨溶液灌進(jìn)沉降槽內(nèi)，分析熱濃硝酸銨溶液的pH值后，打開稀氨水加料管的閥門，通過氨水霧化器加入相應(yīng)濃度和量的稀氨水，氨水部分電離，ΝΗ3+Η20 — ΝΗ4++0Η，使溶液pH值為7-8 ;靜置形成沉淀，打開第一排污閥，沉淀從第一排污管進(jìn)入地下槽，后打開栗前過濾器與第二排污閥再次過濾除雜；打開輸送栗，去除鐵、鎂離子的熱濃硝酸銨溶液從產(chǎn)品槽頂部進(jìn)入產(chǎn)品槽，分析PH值，打開稀酸進(jìn)料管的閥門，通過稀酸霧化器加入相應(yīng)濃度和量的稀硝酸，調(diào)整溶液pH值在4-7之間；打開產(chǎn)品輸送栗，成品熱濃硝酸銨溶液送往外界。
[0016]更進(jìn)一步地，所述的稀氨水濃度為3-6% ;所述的稀硝酸為濃度3-6%。經(jīng)實(shí)際證實(shí)，濃度在3-6%的稀氨水和濃度在3-6%的稀硝酸能夠快速平穩(wěn)的調(diào)節(jié)熱濃硝酸銨達(dá)到預(yù)定的PH值范圍。
[0017]3.有益效果
[0018]采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著效果:
[0019](I)本發(fā)明的一種熱濃硝酸銨溶液去除鐵、鎂離子的工藝，依據(jù)氫氧化鎂、氫氧化鐵溶度積低的特性，使鎂離子、鐵離子在堿性條件下轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂和氫氧化鐵沉淀，去除沉淀雜質(zhì)后調(diào)整PH值，操作簡(jiǎn)單，能夠快速使熱濃硝酸銨溶液析出氫氧化鐵和氫氧化鎂沉淀，去除溶液中由生產(chǎn)原料帶來的鐵、鎂離子，使溶液顏色澄清，消除雜質(zhì)可能的隱患，符合溶液要求。
[0020](2)本發(fā)明的一種熱濃硝酸銨溶液去除鐵、鎂離子的工藝，添加稀氨水靜置沉淀后產(chǎn)生的沉淀利用沉降槽和栗前過濾器多次脫除，除雜能耗低、效果明顯，使產(chǎn)品鐵、鎂離子含量大大降低，并且沉淀回收至地下槽內(nèi)，既預(yù)防沉淀直接排放帶來的污染，也可為后續(xù)處理再次利用做鋪墊。
[0021](3)本發(fā)明的一種熱濃硝酸銨溶液去除鐵、鎂離子的裝置，稀氨水通過內(nèi)置于沉降槽圓部與錐形部結(jié)合的氨水霧化器加入，稀硝酸通過置于產(chǎn)品槽底部的稀酸霧化器加入，對(duì)于產(chǎn)量很大的熱濃硝酸銨來說，若是直接加稀氨水或稀硝酸，會(huì)產(chǎn)生局部堆積無法均勻分散的問題，而通過霧化之后可以將酸堿都均勻的加入熱濃硝酸銨中，使得加堿后熱濃硝酸銨快速達(dá)到預(yù)定的PH值范圍，鐵、鎂離子形成沉淀的速度快、效率高，去除鐵、鎂離子更徹底，之后能迅速均勻的調(diào)節(jié)PH值達(dá)到要求范圍。
[0022](4)本發(fā)明的一種熱濃硝酸銨溶液去除鐵、鎂離子的裝置，利用沉降槽的錐形底部先將沉淀進(jìn)行粗除，此外還設(shè)有栗前過濾器，而后利用過濾器進(jìn)一步對(duì)溶液中剩余的雜質(zhì)進(jìn)行過濾，兩種除雜方式結(jié)合使用，能耗較低但是除雜效果明顯，使產(chǎn)品鐵、鎂離子含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于同類型生產(chǎn)廠家。
[0023](5)本發(fā)明的一種熱濃硝酸銨溶液去除鐵、鎂離子的裝置，所需設(shè)備易購(gòu)，組裝方便，原理簡(jiǎn)單，能很好脫除鐵、鎂離子，提高了產(chǎn)品品質(zhì)，較好的滿足下游民爆廠的質(zhì)量和安全需求。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明一種熱濃硝酸銨溶液去除鐵、鎂離子的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]示意圖中的標(biāo)號(hào)說明:
[0026]1、硝酸銨溶液進(jìn)料管；2、沉降槽；3、稀氨水加料管；4、氨水霧化器；5、第一排污管；51、第一排污閥；6、栗前過濾器；7、第二排污管；71、第二排污閥；8、地下槽；9、輸送栗；10、產(chǎn)品槽；11、稀酸進(jìn)料管；12、稀酸霧化器；13、產(chǎn)品輸送栗。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。
[0028]如圖1所示，本發(fā)明的一種熱濃硝酸銨溶液去除鐵、鎂離子的裝置，包括硝酸銨溶液進(jìn)料管1、沉降槽2、稀氨水加料管3、氨水霧化器4、栗前過濾器6、地下槽8、產(chǎn)品槽10、稀酸進(jìn)料管11和稀酸霧化器12，所述的沉降槽2頂部與硝酸銨溶液進(jìn)料管I連通，所述的沉降槽2為圓柱罐狀，其底部為錐形，所述的氨水霧化器4內(nèi)置于沉降槽2圓部與錐形部結(jié)合處，稀氨水加料管3與氨水霧化器4連通；所述沉降槽2的側(cè)面出料管經(jīng)過栗前過濾器6通過栗前過濾器6的排污口與第二排污管7連通，所述沉降槽2的底部錐形根部連接有第一排污管5，所述的第一排污管5設(shè)有第一排污閥51，所述的第二排污管7上設(shè)有第二排污閥71，所述第一排污管5與所述第二排污管7和地下槽8頂部連通。所述沉降槽2的側(cè)面出料管經(jīng)過栗前過濾器6、輸送栗9與所述產(chǎn)品槽10頂部連通，所述輸送栗9的進(jìn)口端與栗前過濾器6的出料口連通，輸送栗9出口端與產(chǎn)品槽10頂部連通，所述的稀酸霧化器12位于產(chǎn)品槽10底部，所述稀酸進(jìn)料管11通入產(chǎn)品槽10內(nèi)；所述產(chǎn)品輸送栗13的進(jìn)口端與產(chǎn)品槽10的底部出料管連通，產(chǎn)品輸送栗13的出口端連接外界槽車等容器。
[0029]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0030]實(shí)施例1
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