碳酸氢铵溶液是湿法冶金中常用的溶液,如钨钼冶炼中用作反萃剂,钒、磁粉等的冶炼中用作沉淀剂。实际应用中,碳酸氢铵都是过量投加,使用后会产生大量的稀溶液和一些含CO2、NH3不凝气的气体。稀溶液中因含水量较大,不能做到水平衡,无法全部返回工艺中继续使用,往往被当作废水去处理,造成了碳酸氢铵资源的浪费和运行成本的增加。不凝气中因含NH3不能直接排放,也需要处理。
技术一:碳酸氢铵提浓技术
碳酸氢铵溶液提浓技术利用了碳酸氢铵受热分解为NH3和CO2气体的特性,采用精馏塔将碳酸氢铵分解为NH3和CO2气体,从精馏塔塔顶采出,然后通过冷凝吸收,再次制得浓缩的碳酸氢铵溶液。该技术实现了溶液的提浓,将稀溶液中的碳酸氢铵全部实现资源化利用。
以含8%的稀碳酸氢铵溶液为例,通过精馏提浓,塔顶可以得到浓度20%以上浓度的碳酸氢铵溶液,处理每吨稀溶液的蒸汽消耗约250kg蒸汽。
通常有些蒸发结晶回收的稀碳酸氢铵溶液中,由于CO2的吸收率较低的问题,溶液中氨是过量的,经过精馏回收后,凝液中也存在HCO3–不足的问题。解决该问题,可以与我公司的氨水碳化技术组合,通过补充一定量的CO2对精馏回收的凝液进行二次碳化,调整回收液组成使其转化为碳酸氢铵溶液,或者碳酸氢铵整体浓度不够,可以补充一定量的浓氨水,再对溶液进行深度碳化,就得到满足湿法冶金工艺要求的碳酸氢铵溶液。
技术二:不凝气循环冷却吸收技术
含NH3和CO2的气体吸收因二者性质不同,NH3相对CO2更易于吸收,常规的吸收工艺,CO2有较大的逃逸量,常规的吸收或冷凝通常得到的碳酸氢铵中氨二氧化碳通常难以均衡。采用的循环冷却吸收技术,可以将99.9%以上的NH3和99.5以上的CO2回收,基本达到氨和二氧化碳的均衡,实现最大程度的回收。
该技术可以解决碳酸氢铵溶液在湿法冶金生产过程中碳酸氢铵受热分解放出的不凝气的回收问题。
技术三:氨水碳化
氨水吸收二氧化碳的过程称为氨水碳化,氨碳化是一个复杂的工艺过程,氨、水、二氧化碳在不同的条件下可以生成一系列盐、水合物或复盐,对工艺参数较为敏感,需要严格控制各项参数才能生成NH4HCO3。总反应方程式为:
氨水的碳化过程以碳化度表征,碳化度100%的产物为碳酸铵,碳化度200%的产物为碳酸氢铵。氨水碳化过程达到不同的碳化度,需要控制的温度,充气速率等参数,才能保证最终生成碳酸氢铵。碳化过程还需注意保持水平衡,每产生1mol的碳酸氢铵需要消耗1mol的水。
我公司具有成熟的氨水碳化工艺。碳化气体的来源可以是液体二氧化碳气化,也可以由锅炉烟气捕集二氧化碳而来。