一种海水全资源化工艺转让专利

申请号 : CN201310752161.1

文献号 : CN103723875B

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发明人 : 朱江谢勇

申请人 : 朱江

摘要 :

本发明公开了一种海水全资源化工艺,按照如下步骤:(1)海水原水经板框过滤设备过滤获得有机腐植肥;(2)滤液经磁悬浮水力离心罐中离心处理得到铀和脱铀海水;(3)脱铀海水进入纳滤膜系统得到含溴、氯化钠、氯化钾的单价海水及含硫酸镁、碳酸钙的二价浓盐混合液;(4)单价海水经海水淡化膜脱盐后,进入磁悬浮水力离心罐离心处理后获得重水和饮用淡水。(5)海水淡化膜浓盐部分经进一步蒸发分别结晶后得到氯化钠和氯化钾产品。剩余母液提取溴。(6)二价浓盐混合液也经过进一步蒸发分别结晶得到硫酸镁和碳酸钙产品。以上工艺使海水主要资源得到最大限度的充分利用和价值体现,实现了海水淡化制水成本的大幅降低,淡水甚至可以被视为本工艺的副产品,可以以相比传统海水淡化工艺相对更为优廉的价格供应给消费者;也使海水淡化产业迈入新的可持续发展的历史阶段成为可能,从而彻底消除人类面临的淡水资源匮乏的危机。

权利要求 :

1.一种海水全资源化工艺,其特征在于,按照如下步骤:

(1)海水原水经板框过滤设备过滤出湿有机质和无机海水,湿有机质经漂洗干燥粉碎获得有机腐植肥;

(2)无机海水经磁悬浮水力离心罐中离心处理得到铀和脱铀海水;所述磁悬浮水力离心罐由下部倒圆锥体和上部的圆筒状罐体构成,倒圆锥体底部设置有一个小型阀门出口,倒圆锥体外部焊有2~3个或更多旋转永磁铁圈,永磁铁圈的磁极方向为由内而外为N-S或S-N;所述磁悬浮水力离心罐外部设置有支撑架,支撑架上与倒圆锥体对应处焊接有

2~3个或更多直径比旋转永磁铁圈大的固定永磁铁圈,固定永磁铁圈的磁极方向与旋转永磁铁圈的磁极方向相反,磁悬浮水力离心罐在支撑架上悬浮;圆筒状罐体上部内部焊接有n个与圆筒状罐体内表面成30~60°夹角的导向叶片;

(3)脱铀海水进入纳滤膜系统得到单价盐水和二价盐溶液,纳滤膜系统将二价盐溶液截留浓缩,进一步蒸发分别结晶后得到硫酸镁和碳酸钙;单价盐水进入缓冲罐后用海水淡化膜过滤浓缩得到初级淡水和浓盐水;浓盐水经进一步蒸发浓缩,分别结晶得到氯化钠和氯化钾;制备氯化钠和氯化钾后的残余含溴母液用传统方法制溴;

(4)初级淡水进入磁悬浮水力离心罐离心处理后获得重水和饮用淡水。

2.如权利要求1所述海水全资源化工艺,其特征在于,所述步骤(1)是:海水原水过滤滤除沙石后进入板框过滤设备过滤出湿有机质和无机海水,湿有机质用淡水漂洗后得到有机原料,有机原料经干燥粉碎获得有机腐植肥。

3.如权利要求2所述海水全资源化工艺,其特征在于,所述步骤(1)中板框过滤设备是板框压滤机。

4.如权利要求1所述海水全资源化工艺,其特征在于,所述步骤(3)中制备淡水而浓缩的氯化钠、氯化钾混合液,直接送入传统的晒盐场,用自然蒸发得到氯化钠结晶和结晶母液,氯化钠结晶过滤、干燥后得到氯化钠成品,再经除杂处理重结晶制备成为食用盐;结晶母液中的氯化钾,经自然蒸发得到氯化钾结晶,氯化钾结晶过滤、干燥后得到氯化钾成品;

氯化钠和氯化钾的结晶后残余母液可囤积到一定数量后用传统方法制备溴单质。

5.如权利要求1所述海水全资源化工艺,其特征在于:当无机海水或初级淡水被泵入罐体中时,其出口被做成凌空伸入呈Y形的双口喷口,各喷口有一个自动阀控制开关并分别对向导向叶片的正反面;当海水被泵入时,其中一个阀门打开,由于水力的作用于导向叶片,带动罐体沿出水方向旋转而产生离心效应;由于罐体没有跟支撑体直接接触,其旋转阻力很小,叶片也因不断受力而带动罐体越转越快;为了防止因转速过快造成内部海水溢出罐体,利用调节相反方向的阀门开启角度来控制出水比例以调整转速甚至使罐体停转;当连续运行时,罐体中部另凌空伸入一根抽水管略插入罐体中间水面以下,调整好进水和出水流量,就能够连续进水和出水;由于离心力的差别作用,海水中比重最重的铀就在罐体底部沉积并富集,待铀富集到一定量时,停止罐体旋转、待罐中水体平静下来后,打开底部阀门出料进行处理。

6.如权利要求1所述海水全资源化工艺,其特征在于,所述步骤(4)是:初级淡水中含有的重水沉积在磁悬浮水力离心罐底部,分离出磁悬浮水力离心罐上部的淡水进行消毒灭菌后得到饮用淡水。

7.如权利要求4、5或6所述海水全资源化工艺,其特征在于:所述磁悬浮水力离心罐设置在半地下式的混凝土圆池中。

说明书 :

一种海水全资源化工艺

技术领域:

[0001] 本发明属于生物化工领域,涉及一种海水全资源化工艺,尤其是一种使海水主要资源得到最大限度的充分利用和价值体现的海水全资源化工艺。背景技术:
[0002] 大海是生命的摇篮,占地球面积70%的浩瀚海洋孕育了地球的生命,海洋中蕴含陆地上几乎所有的元素,在陆地资源匮乏的今天,人们把目光投向海水的综合利用,海水中化学物质提取是有无限前景的新兴产业,是充满朝气的绿色朝阳产业。当今世界,在人口急骤膨胀的重压下,人类赖以生存的陆地空间已十分拥挤,淡水资源、化学资源、能源严重匮乏,人类的活动对环境的破坏程度不断加深,寻求新的生存空间,寻找新的原料和能源,已成为人类迫切需要解决的重要课题。而资源富饶的广阔海洋,无疑成为人类生存与发展的9
重要出路。海水总体积达到13亿7千万立方千米,水的储量为1.318×10亿吨左右,约占地球总水量的97%,各种天然存在的元素在海洋中都被发现过,经监测并确认其主要溶存形式的元素已逾80种,其中17种元素是陆地所稀缺的。这些溶解于海水中的3.5%的矿物质是自然界留给人类的巨大财富。不少发达国家已在这方面获取了很大利益。海洋中蕴藏的元素或盐类对提供人类能源和发展近代农业等方面,有着潜在的重大意义。它们在海水中的总量非常巨大,即使是某些痕量元素,如锂(0.17ppm)、铷(0.12ppm)、碘(0.06ppm)、铀(0.003ppm)、钴(0.0001ppm)等,在海水中的总藏量也都要分别以亿吨、百亿吨甚至千亿吨计算。海水中铀的含量为陆地上已知铀的总储量的4500倍,铀的总量达到45亿吨,据测定,每吨海水中约含重水140克,这样全球的海水就含有250亿吨重水。现在海洋石油、天然气、海底锰矿的开发方兴未艾,海水养殖、海水淡化工程也给人类的发展提供了保证。海洋是人类淡水资源和其他化学资源的宝库,特别是核反应原料的巨大宝库。开发利用海水资源,向大海索要资源已经不再是人类的梦想。专家预言:21世纪是海洋世纪,海洋是人类未来发展的希望。
[0003] 世界上淡水资源不足,已成为人们日益关切的问题。作为水资源的开源增量技术,海水淡化已经成为解决全球水资源危机的重要途径。目前,世界上已有120多个国家在运用海水淡化技术获取淡水,全球有海水淡化厂1.3万多座。2008年全球海水淡化总产量已达到日均6348万吨,全球海水淡化工程总投资额达到248亿美元,每年以20%-30%的速度增长。中国也属于世界贫水国之一,人均淡水资源仅为世界人均量的1/4,并且水资源分布不均,大量的淡水集中在南方,北方淡水资源仅为南方的1/4,可以说,整个淡水资源形势不容乐观。截至2009年,中国海水淡化实际产水量日均24万吨,年海水直接利用量近500亿立方米。主要用于解决沿海城市工业用水和海岛生活用水,用于市政供水的大型海水淡化工程尚属空白。经过多年的科技攻关,中国在海水淡化、海水直接利用等海水利用关键技术方面取得重大突破,技术经济日趋合理。部分技术如低温多效海水淡化技术、海水循环冷却技术已跻身国际先进水平。相比南水北调,对于北方沿海地区,海水淡化在中国更具有现实价值。在我国国家政策和规划先行的背景下,未来我国的海水淡化市场面临着巨大的机遇。
[0004] 除水资源之外,我国对海水化学元素的提取,目前形成规模的有钾、镁、溴、氯、钠、硫酸盐等。但除氯化钠是从海水中直接提取的以外,其他元素仅限于从地下卤水和盐田苦卤中提取,直接从海水中提取化学物质的产业正在我国逐步形成,在一些微量元素的提取工作方面已经走在了世界的前列。实现海水的全资源化利用,改变现有的生产工艺,把海水淡化、海水制盐、苦卤综合利用整合起来,特别是海水中微量元素的提取和有机质开发,必将是海水综合利用的发展方向。
[0005] 海水中的成分可以划分为五类:
[0006] 1.主要成分(大量、常量元素):指海水中浓度大于1×106mg/kg的成分。属于此类+ + 2+ 2+ 2+ - 2- - - 2- -的有阳离子Na,K,Ca ,Mg 和Sr 五种,阴离子有Cl ,SO4 ,Br,HCO3(CO3 ),F五种,还有以分子形式存在的H3BO3,其总和占海水盐分的99.9%。所以称为主要成分。由于这些成分在海水中的含量较大,各成分的浓度比例近似恒定,生物活动和总盐度变化对其影响都不大,所以称为保守元素。
[0007] 难以提取的钾是植物生长发育所必须的一种重要元素,它也是海洋宝库馈赠给人13
类的又一种宝物。海水中蕴藏着极其丰富的钾盐资源,据计算总储量达5×10 吨,但是由于钾的溶解性低,在1升海水中仅能提取380毫克钾。而且,钾与钠离子、镁离子和钙离子共存,分离较困难,致使钾的工业开采步履维艰。目前,传统工艺已有采用硫酸盐复盐法、高氯酸盐汽洗法、氨基三磺酸钠法和氟硅酸盐法等从制盐卤水中提取钾;采用二苦胺法、磷酸盐法、沸石法和新型钾离子富集剂从海水中提取钾。
[0008] 溴是一种贵重的药品原料,可以生产许多消毒药品。人们熟悉的红药水就是溴与汞的有机化合物,溴还可以制成熏蒸剂、杀虫剂、抗爆剂等。地球上99%以上的溴都蕴藏在3
汪洋大海中,故溴还有“海洋元素”的美称。据计算,海水中的溴含量约65毫克/厘米 ,整
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个大洋水体的溴储量可达l×10 吨。早在19世纪初,法国化学家就发明了提取溴的传统方法(即以中度卤水和苦卤为原料的空气吹出制溴工艺),这个方法也是目前工业规模海水提溴的唯一成熟方法。此外,树脂法、溶剂萃取法和空心纤维法提溴新工艺正在研究中。随着新方法的不断出现,人们不仅能从海水中提取溴,还能从天然卤水及制钾母液中获取溴,溴的产量也大大增加了。
[0009] 镁不仅大量用于火箭、导弹和飞机制造业,它还可以用于钢铁工业。近年来镁还作为新型无机阻燃剂,用于多种热塑性树脂和橡胶制品的提取加工。另外,镁还是组成叶绿素的主要元素,可以促进作物对磷的吸收。镁在海水中的含量仅次于氯和钠,总储量约为15
1.8×10 吨,主要以氯化镁和硫酸镁的形式存在。从海水中提取镁并不复杂,传统方法是将石灰乳液加入海水中,沉淀出氢氧化镁,注入盐酸,再转换成无水氯化镁就可以了。电解
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海水也可以得到金属镁。全世界镁砂的总产量为7.6×10吨/年,其中约有2.6×10 吨是从海水中提取的。美国、日本、英国等是目前世界上生产海水镁砂产量较多的国家。
[0010] 2.溶于海水的气体成分,如氧、氮及惰性气体等。
[0011] 大气中所有的气体成分,如氮、氧、惰性气体、二氧化碳和人类生产过程释放到大气中的气体成分,在海水中都有一定的溶解度。在海洋中的化学过程、生物过程、地质过程和放射性核素衰变过程中,也会产生一些气体,如一氧化碳、甲烷、氢、硫化氢、氧化亚氮、氦和氡等。所有这些气体在海洋中的含量、分布、来源、在海洋和大气的界面上的通量等,都是海洋化学所研究的问题。在这些气体中,对氧研究得比较多,其次是氮。至于微量气体,虽然分析方法相当复杂,但已受到重视。
[0012] 3.营养元素(营养盐、生源要素):主要是与海洋植物生长有关的要素,通常是指N、P及Si等。这些要素在海水中的含量经常受到植物活动的影响,其含量很低时,会限制植物的正常生长,所以这些要素对生物有重要意义。
[0013] 4.微量元素:在海水中含量很低,但又不属于营养元素者。比较有开发价值的有锂Li、铷Rb、铀U、镍Ni、铯Cs、氘D等元素。
[0014] “能源金属”锂是用于制造氢弹的重要原料。海洋中每升海水含锂15~20毫克,11
海水中锂总储量约为2.5×10 吨。随着受控核聚变技术的发展,同位素锂6聚变释放的巨大能量最终将和平服务于人类。锂还是理想的电池原料,含锂的铝镍合金在航天工业中占有重要位置。此外,锂在化工、玻璃、电子、陶瓷等领域的应用也有较大发展。因此,全世界对锂的需求量正以每年7%~11%速度增加。目前,主要是采用蒸发结晶法、沉淀法、溶剂萃取法及离子交换法从卤水中提取锂。
[0015] 铀是高能量的核燃料,1千克铀可供利用的能量相当于2250吨优质煤。然而陆地6
上铀矿的分布极不均匀,并非所有国家都拥有铀矿,全世界的铀矿总储量也不过2×10吨
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左右。但是,在巨大的海水水体中,含有丰富的铀矿资源,总量超过4×10吨,约相当于陆地总储量的2000倍。从本世纪60年代起,日本、英国、联邦德国等先后着手从海水中提取铀的工作,并且逐渐建立了多种方法提取海水中的铀。以水合氧化钛吸附剂为基础的无机吸附剂的研究进展最快。当今评估海水提铀可行性的依据之一仍是一种采用高分子粘合剂和水合氧化钻制成的复合型钛吸附剂。现在海水提铀已从基础研究转向开发应用研究。日本已建成年产10千克铀的中试工厂,一些沿海国家亦计划建造百吨级或千吨级铀工业规
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模的海水提铀厂。如果将来海水中的铀能全部提取出来,所含的裂变能相当于l×10 吨优质煤,比地球上目前已探明的全部煤炭储量还多1000倍。
[0016] 含元素氘的重水是原子能反应堆的减速剂和传热介质,也是制造氢弹的原料,海14
水中含有2×10 吨重水,如果人类一直致力的受控热核聚变的研究得以解决,从海水中大规模提取重水一旦实现,海洋就能为人类提供取之不尽、用之不竭的能源。氘和氚都是氢的同位素。在一定条件下,它们的原子核可以互相碰撞而聚合成一种较重的原子核--氦核,同时把核中贮存的巨大能量(核聚变能)释放出来。一个碳原子完全燃烧生成二氧化碳时,只放出4电子伏特的能量,而氕-氚反应时能放出400万电子伏特的能量。氘-氚反应时能放出1780万电子伏特的能量。据计算,1公斤氘燃料,至少可以抵得上4公斤铀燃料或l万吨优质煤燃料。海水中氘的含量为十万分之三,即1升海水中含有0.03克氘。这0.03克氘聚变时释放出采的-能量等于300升汽油燃烧的能量,因此,人们用1升海水=300升汽油这样的等式来形容海洋中核聚变燃料储藏的丰富。人们已经知道,海水的总体积为13.7亿立方公里,所以海水中总共含有几亿亿公斤的氘。这些氘的聚变能量,足以保证人类上百亿年的能源消费。而且,氘的提取方法简便,成本较低,核聚变堆的运行也是十分安全的。另外,氘的核聚变及其产物没有放射性,是一种清洁能源。因此,以海水中的氘、氚的核聚变能解决人类未来的能源需要将展示出最好的前景,有望成为人类能源的终极来源。重水可以通过多种方法生产。最初的方法是用电解法,因为重水无法电解,这样可以从普通水中把它分离出来。还有一种简单方法是利用重水沸点高于普通水通过反复蒸馏得到。后来又发展了一些其他较佳的方法。然而只有两种方法已实现商业运营:水——硫化氢交换法(GS法)和氨——氢交换法。
[0017] 除了上述已形成工业规模生产的各种化学元素外,海水还将无私地奉献给人类全部其他微量元素。
[0018] 5.海水中的有机物质:海水中的溶解有机物十分复杂,主要是一种叫做“海洋腐殖质”的物质,包括氨基酸、腐殖质、叶绿素等。它的性质与土壤中植被分解生成的腐殖酸和富敏酸类似。海洋腐殖质的分子结构还没有完全确定,但是它与金属能形成强络合物。并且也是非常具有广泛前景和良好开发价值的土壤改良剂,可用作天然有机肥和沙漠绿化的重要肥源。
[0019] 然而,传统的海水相关产业,都或多或少存在如下的不足:
[0020] (1)无论是海水淡化工业还是海水制盐工业,都是部分利用海水的有效资源,要么把淡水制成后的浓盐水当成废料排掉,要么是通过太阳能蒸发简单得到粗盐及其它少量品种产品。造成资源的大量浪费,各自的产品成本都偏高而限制了行业的健康发展;
[0021] (2)即使有人把制盐产业大部分废弃的苦卤水再加以利用,由于大都偏重于传统化学方法提取,成本、纯度、能耗、污染等问题不能有效解决,可操作性不强,使用面不广,也制约了产品的高附加值开发;
[0022] (3)大量海洋能源资源铀和氘的开发,由于缺乏高效、低成本的工艺和技术手段,现行的化学方法因污染问题无法承受,成本也过于高昂,基本上都停留在纸面上;
[0023] (4)丰富的有机质资源被有意无意的忽视掉,实为可惜。发明内容:
[0024] 本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供一种海水全资源化工艺,使海水主要资源得到最大限度的充分利用和价值体现,实现了海水淡化制水成本的大幅降低,淡水甚至可以被视为本工艺的副产品,可以以相比传统海水淡化工艺相对更为优廉的价格供应给消费者;也使海水淡化产业迈入新的可持续发展的历史阶段成为可能,从而彻底消除人类面临的淡水资源匮乏的危机。
[0025] 本发明的目的是通过以下技术方案来解决的:
[0026] 一种海水全资源化工艺,按照如下步骤:
[0027] (1)海水原水经板框过滤设备过滤出湿有机质和无机海水,湿有机质经漂洗干燥粉碎获得有机腐植肥;
[0028] (2)无机海水经磁悬浮水力离心罐中离心处理得到铀和脱铀海水;
[0029] (3)脱铀海水进入纳滤膜系统得到单价盐水和二价盐溶液,纳滤膜系统将二价盐溶液截留浓缩,进一步蒸发分别结晶后得到硫酸镁和碳酸钙。单价盐水进入缓冲罐后用海水淡化膜过滤浓缩得到初级淡水和浓盐水。浓盐水经进一步蒸发浓缩,分别结晶得到氯化钠和氯化钾。制备氯化钠和氯化钾后的残余含溴母液用传统方法制溴;
[0030] (4)初级淡水进入磁悬浮水力离心罐离心处理后获得重水和饮用淡水。
[0031] 所述步骤(1)是:海水原水过滤滤除沙石后进入板框过滤设备过滤出湿有机质和无机海水,湿有机质用淡水漂洗后得到有机原料,有机原料经干燥粉碎获得有机腐植肥。
[0032] 所述步骤(1)中板框过滤设备是板框压滤机。
[0033] 所述步骤(3)中制备淡水而浓缩的氯化钠、氯化钾混合液,直接送入传统的晒盐场,用自然蒸发得到氯化钠结晶和结晶母液,氯化钠结晶过滤、干燥后得到氯化钠成品,再经除杂处理或重结晶制备成为食用盐;结晶母液中的氯化钾,经自然蒸发得到氯化钾结晶,氯化钾结晶过滤、干燥后得到氯化钾成品;氯化钠和氯化钾的结晶后残余母液可囤积到一定数量后用传统工艺制备溴单质。
[0034] 所述步骤(4)是:初级淡水中含有的重水沉积在磁悬浮水力离心罐底部,分离出磁悬浮水力离心罐上部的淡水进行消毒灭菌后得到饮用淡水。
[0035] 所述磁悬浮水力离心罐由下部倒圆锥体和上部的圆筒状罐体构成,倒圆锥体底部设置有一个小型阀门出口,倒圆锥体外部焊有2~3个或更多旋转永磁铁圈,永磁铁圈的磁极方向为由内而外为N-S或S-N;所述磁悬浮水力离心罐外部设置有支撑架,支撑架上与倒圆锥体对应处焊接有2~3个或更多直径比旋转永磁铁圈大的固定永磁铁圈,固定永磁铁圈的磁极方向与旋转永磁铁圈的磁极方向相反,磁悬浮水力离心罐在支撑架上悬浮;圆筒状罐体上方焊接有n个与圆筒状罐体内表面成30~60°夹角的导向叶片。
[0036] 当无机海水或初级淡水被泵入罐体中时,其出口被做成凌空伸入呈Y形的双口喷口,各喷口有一个自动阀控制开关并分别对向导向叶片的正反面;当海水被泵入时,其中一个阀门打开,由于水力的作用于导向叶片,带动罐体沿出水方向旋转而产生离心效应;由于罐体没有跟支撑体直接接触,其旋转阻力很小,叶片也因不断受力而带动罐体越转越快;为了防止因转速过快造成内部海水溢出罐体,可以利用调节相反方向的阀门开启角度来控制出水比例以调整转速甚至使罐体停转;当连续运行时,罐体中部另凌空伸入一根抽水管略插入罐体中间水面以下,调整好进水和出水流量,就能够连续进水和出水;由于离心力的差别作用,海水中比重最重的铀就在罐体底部沉积并富集,待铀富集到一定量时,停止罐体旋转、待罐中水体平静下来后,打开底部阀门出料进行处理。
[0037] 所述磁悬浮水力离心罐设置在半地下式的混凝土圆池中。
[0038] 本发明的有益效果在于:
[0039] (1)将海水视为整体资源,以现代高新技术为主要手段,采用相对科学的方式,将如下五大类9种产品,逐一从海水中分离出来,并形成如下主要产品系列:
[0040] 有机腐殖肥,氯化铀,食用级氯化钠(海盐)、硫酸镁、碳酸钙、氯化钾、溴、高纯淡水、重水等;
[0041] (2)除了后期进一步获得高品质的产品外,在分离初期主要采用膜过滤、蒸发和离心等物理分离方法,避免了化学试剂的污染,工艺简单易行,成本也大为降低;
[0042] (3)特别的突出的是,本发明采用了首创的磁悬浮水力离心技术和设备分离铀和重水两种能源材料,创造性的简化了上述两种产品的制备工艺和生产成本,使大量富集和生产核工业最重要的原材料成为轻松的任务是本发明最大的突破和创新;
[0043] (4)海水主要资源得到最大限度的充分利用和价值体现,实现了海水淡化制水成本的大幅降低,淡水甚至可以被视为本工艺的副产品,可以以相比传统海水淡化工艺相对更为优廉的价格供应给消费者;也使海水淡化产业迈入新的可持续发展的历史阶段成为可能,从而彻底消除人类面临的淡水资源匮乏的危机。附图说明:
[0044] 图1为本发明的全资源化工艺流程图;
[0045] 图2-1为本发明的磁悬浮水力离心罐结构图;
[0046] 图2-2为本发明的磁悬浮水力离心罐罐体结构图;
[0047] 图2-3为本发明的磁悬浮水力离心罐罐体俯视图;
[0048] 其中:1为倒圆锥体;2为圆筒状罐体;3为小型阀门出口;4为支撑架;5为导向叶片。具体实施方式:
[0049] 下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
[0050] 参见图1、2-1、2-2、2-3,其中工艺流程图如图1所示,工艺实现步骤如下:
[0051] 1、海水原水经简单过滤滤除沙石后进入板框过滤设备将有机质过滤出来,待滤腔充满后,用少量后端淡化水漂洗即可出料,通过晒干或烘干、粉碎包装即可成为有机腐植肥产品;
[0052] 2、板框过滤出的无机海水(已去除有机物故称为无机海水)用泵打入磁悬浮水力离心罐中离心,此磁悬浮水力离心罐是一个大型圆筒状罐体,下部成倒圆锥形,其底部有一个小型阀门出口。圆锥体外部焊有2~3个或更多旋转永磁铁圈,其磁极方向为由内而外N-S,或S-N均可。另外支撑磁悬浮水力离心罐的架子上也对应焊有2~3个或更多直径比磁悬浮水力离心罐稍大的固定永磁铁圈,其磁极方向恰好与磁悬浮水力离心罐的旋转永磁铁圈磁极方向相反。如图2所示。这样,磁悬浮水力离心罐放在支撑架上时,由于其永磁铁圈外部磁极与架子铁圈的内部磁极相同,会形成排斥效应而使磁悬浮水力离心罐悬浮在架子上无法紧贴其壁。这2~3组永磁悬浮圈就支撑起整个罐体并使其在盛满海水而且旋转时依然保持悬浮状态。另外,在磁悬浮水力离心罐内部上部,依罐体大小不同,焊有数量不等、与罐体内表面成30~60°夹角的导向叶片,形如涡扇中的叶片一样。当海水泵入罐体中时,其出口被做成凌空伸入呈Y形的双口喷口,各喷口有一个自动阀控制开关并分别对向导向叶片的正反面。当海水被泵入时,其中一个阀门打开,由于水力的作用于导向叶片,带动罐体沿出水方向旋转而产生离心效应。由于罐体没有跟支撑体直接接触,其旋转阻力很小,叶片也因不断受力而带动罐体越转越快。为了防止因转速过快造成内部海水溢出罐体,可以利用调节相反方向的阀门开启角度来控制出水比例以调整转速甚至使罐体停转。当连续运行时,罐体中部另凌空伸入一根抽水管略插入罐体中间水面以下,调整好进水和出水流量,就可以连续进水和出水。这样,由于离心力的差别作用,海水中比重最重的铀就在罐体底部沉积并富集。待富集到一定量时,停止罐体旋转、待罐中水体平静下来后,打开底部阀门出料送往他处另行处理(浓缩、蒸发干燥或进一步精制)。一般为保证安全和防止可能的核辐射。罐体最好做成半地下式的混凝土圆池中。罐体上部因有敞口,需要做防护处理。此段工艺利用了泵口出水的残余压力作为直接动力,在不增加动力消耗的前提下,经济高效的将高价值的铀以物理方式富集得到,与传统的化学工艺相比,其优势不言而喻;
[0053] 3、从磁悬浮水力离心罐吸取出来的脱铀海水,进入纳滤膜系统,将硫酸镁、碳酸钙截留浓缩,其它单价的氯化钠、氯化钾、溴离子和水一起滤过进入缓冲罐,当硫酸镁和碳酸钙达到一定浓度后,用少量后段制备淡水漂洗浓缩使氯化钠、氯化钾残留在可接受水平后即可用海水淡化膜系统进一步浓缩,随后利用两者在不同温度下溶解度的不同,蒸发水分分别获取结晶体,再进一步干燥即可分别成为硫酸镁和碳酸钙成品。这段工艺也摆脱了传统的后端化学品添加和处理的弊端,成本得到大幅降低。
[0054] 4、上一步进入缓冲罐的过滤液通过海水淡化膜系统进一步制取淡水,制取的淡水先进入另一个磁悬浮水力离心罐离心,由于重水的比重比轻水大,罐体下部即可得到高浓度的重水,待积聚一定数量后从底部排出收集。成品淡水则同样从顶部抽取送往批次罐或消毒后灌装或贮罐保存。这步工艺同样也摒弃了传统的化学法重水制作工艺,设备投入,运行成本,后处理成本和环境污染等问题均不复存在。
[0055] 5、制备淡水而浓缩的氯化钠、氯化钾混合液,因数量较大,可直接送入传统的晒盐场,用自然蒸发先得到氯化钠结晶,过滤、干燥后得到成品,由于其纯度比传统粗盐高,稍加除杂重结晶处理可进入食用盐市场。结晶母液中的氯化钾,可经同样步骤得到成品粗品。如果需要进一步纯化,可以通过传统工艺实施。氯化钠和氯化钾的结晶后残余母液可囤积到一定数量后用传统方法制溴。
[0056] 从以上工艺路线可以看出,通过简单的物理工艺处理,得到了以往较为复杂的传统工艺通过繁琐、非物理的方式才能得到的产品,从产品质和量来说都有较大的提升。而且成本上也有显著的下降。其应用前景不可限量。
[0057] 本工艺也适用于制盐工业的苦卤水的再利用开发。
[0058] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,仍属于本发明技术方案的范围内。