一种利用氯碱工业阴极废水制备α高强石膏的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及工业废水处理，特别涉及利用工业废水制备α高强石膏的方法。
【背景技术】
[0002] 氯碱工业阴极的硫酸根离子含量较大，直接排放浪费资源且不环保。目前氯碱行 业普遍采用冷冻结晶的方法回收溶液中的硫酸钠，也即将硫酸钠通过先降温结晶，然后离 心进行分离，最后再利用煅烧设备进行煅烧，脱去十水硫酸钠的游离水和结晶水，变为无水 硫酸钠，最后进行包装销售。
[0003] 十水硫酸钠也称芒硝，化学式为Na2S〇4 · 10Η20,在高温煅烧脱水生成无水硫酸钠 的过程中需要吸热大量的热能，另外十水硫酸钠在结晶、离心过程中也需要消耗大量的电 能。硫酸钠的用途相对硫酸钙来说用途窄，社会需要量也小。在氯碱行业，每天产生的十水 硫酸钠和经煅烧后生产无水硫酸钠成给企业的可持续发展带来了沉重的负担。
【发明内容】
[0004] 针对上述现有技术的不足之处，本发明解决的问题为:传统通过冷冻结晶、离心、 煅烧的方法回收氯碱工业溶液中的硫酸钠，造成热能、电能极大消耗，处理成本高，硫酸钠 的用途相对硫酸钙来说用途窄，社会需要量也小。
[0005] 为解决上述问题，本发明采取的技术方案如下：
[0006] -种利用氯碱工业阴极废水制备α高强石膏的方法，步骤如下：
[0007] (1)废水预处理：用氯化钙溶液和氯碱工业阴极废水中的硫酸钠溶液进行反应生 成二水硫酸钙晶体和氯化钠；
[0008] (2)过滤分离:将步骤(1)中反应生成的二水硫酸钙晶体进行过滤分离；
[0009 ] (3)氯离子洗涤:在步骤(2)中含有氯化钠杂质的二水硫酸钙晶体中加入洁净水并 进行搅拌，形成悬浮液，过滤分离二水硫酸钙晶体和氯化钠溶液；
[0010] (4)转晶：在步骤(3)中洗涤后的二水硫酸钙晶体中加入水搅拌形成石膏悬浮液， 将石膏悬浮液送入含有转晶剂的转晶釜内进行转晶，形成α高强石膏晶体；
[0011] (5)固液分离:将步骤(4)中转晶得到的α高强石膏晶体和含有转晶剂的溶液采用 离心机进行固液分离；
[0012 ] (6)干燥粉磨改性:将步骤(5)分离出来的α高强石膏通过螺旋输送机送入干燥机， 利用热空气进将经分离后的α高强石膏干燥成游离水含量率小于0.7%的粉体，将干燥后的 α高强石膏粉体进行粉磨，改善α高强石膏粉的颗粒级配，最后得到α高强石膏成品。
[0013] 进一步，所述步骤(3)中二水硫酸钙晶体和氯化钠溶液采用真空皮带过滤机或则 离心机分离。
[0014] 进一步，所述步骤(4)中转晶釜的温度为107~180°C;压力为0.13~IMPa;保温时 间为1~8h。
[0015] 进一步，所述步骤(1)中的反应时间为1~4h。
[0016] 进一步，所述步骤(4)中的二水硫酸钙晶体占二水硫酸钙晶体和水总质量的10 % ~50% ;所述的转晶剂占水质量的0.1 %~0.4%。
[0017] 进一步，所述的用于洗涤二水硫酸钙晶体的洁净水的质量与二水硫酸钙晶体的质 量比介于1:1至10:1之间。
[0018] 本发明的有益效果
[0019] 1.本发明采用氯化钙为原料，将氯化钙配制成溶液后与硫酸钠溶液反应，生成二 水硫酸钙和氯化钠溶液。生成的氯化钠溶液为作为氯碱工业的原料用于生产氢氧化钠和氯 气，而二水硫酸钙则用于生产α高强石膏，因为本发明是真正意义上的绿色工艺、循环经济。
[0020] 2.目前以二水石膏为原料的熟石膏产品具有加好的市场前景，其中尤其是高白 度、高强度、低膨胀率的α高强石膏和高白度，具有较高的附加值。
【附图说明】
[0021] 图1为本发明氯化钙和硫酸钠结晶形成的二水硫酸钙的形貌图。
[0022] 图2为氯化钙和硫酸钠结晶形成的二水硫酸钙为原料制备的α高强石膏的形貌图。
【具体实施方式】
[0023] 下面将对本
【发明内容】
作进一步详细说明。
[0024] 实施例1
[0025] 将10g/L Na2S〇4溶液和7.8g/LCaCl2溶液按化学计量一起用栗送到反应釜，反应结 晶时间为2小时，然后对含有二水硫酸钙晶体和氯化钠溶液的悬浮液进行固液分离，分离设 备为真空皮带机。将分离后的二水硫酸钙晶体用水洗涤，本发明用洁净水和含有氯化钠的 二水硫酸钙晶体在搅拌池中搅拌成悬浮液，然后采用真空皮带过滤机或离心机分离二水硫 酸钙晶体和含有氯化钠的溶液，用于洗涤二水硫酸钙晶体的洁净水的质量与二水硫酸钙晶 体的质量比为2:1，洗涤后的二水硫酸钙晶体和水配制成固含量为35%的石膏悬浮液，向石 膏悬浮液中加入质量为水质量0.2%的转晶剂，然后将石膏悬浮液升温至130°C，0.2MPa，保 温2小时，保温2小时抗后从结晶釜放料至离心机分离，分离出的α高强石膏进入干燥机干 燥，干燥后的α高强石膏粉经粉磨后得成品。α高强石膏粉成品的性能指标为：
[0027] 实施例2
[0028] 将100g/L Na2S〇4溶液和78g/LCaCl2溶液按化学计量一起用栗送到反应釜，反应结 晶时间为1.5小时，然后对含有二水硫酸钙晶体和氯化钠溶液的悬浮液进行固液分离，分离 设备为离心机。将分离后的二水硫酸钙晶体用水洗涤，本发明用洁净水和含有氯化钠的二 水硫酸钙晶体在搅拌池中搅拌成悬浮液，然后采用真空皮带过滤机或离心机分离二水硫酸 钙晶体和含有氯化钠的溶液，用于洗涤二水硫酸钙晶体的洁净水的质量与二水硫酸钙晶体 的质量比为4:1，洗涤后的二水硫酸钙晶体和水配制成固含量为20%的石膏悬浮液体，向石 膏悬浮液中加入质量为水质量0.3 %的转晶剂，然后将悬浮液升温至140°C，0.4MPa，保温 1.5小时，保温1.5小时抗后从结晶釜放料至离心机分离，分离出的α高强石膏进入干燥机干 燥，干燥后的α高强石膏粉经粉磨后得成品。α高强石膏粉成品的性能指标为：
[0030] 实施例3
[0031] 将50g/L Na2S〇4溶液和39g/LCaCl2溶液按化学计量一起用栗送到反应釜，反应结 晶时间为2.5小时，然后对含有二水硫酸钙晶体和氯化钠溶液的悬浮液进行固液分离，分离 设备为离心机。将分离后的二水硫酸钙晶体用水洗涤，本发明用洁净水和含有氯化钠的二 水硫酸钙晶体在搅拌池中搅拌成悬浮液，然后采用真空皮带过滤机或离心机分离二水硫酸 钙晶体和含有氯化钠的溶液，用于洗涤二水硫酸钙晶体的洁净水的质量与二水硫酸钙晶体 的质量比为4:1，洗涤后的二水硫酸钙晶体和水配制成固含量为35%的石膏悬浮液体，向石 膏悬浮液中加入质量为水质量0.2 %的转晶剂，然后将石膏悬浮液升温至130°C，0.6MPa，保 温2小时，保温2小时抗后从转晶釜放料至离心机分离，分离出的α高强石膏进入干燥机干 燥，干燥后的α石膏粉经粉磨后得成品。α高强石膏粉成品的性能指标为：
[0033] 实施例4
[0034] 将lg/L Na2S〇4溶液和10g/LCaCl2溶液按化学计量一起用栗送到反应釜，反应结晶 时间为4小时，然后对含有二水硫酸钙晶体和氯化钠溶液的悬浮液进行固液分离，分离设备 为真空皮带机。将分离后的二水硫酸钙晶体用水洗涤，本发明用洁净水和含有氯化钠的二 水硫酸钙晶体在搅拌池中搅拌成悬浮液，然后采用真空皮带过滤机或离心机分离二水硫酸 钙晶体和含有氯化钠的溶液，用于洗涤二水硫酸钙晶体的洁净水的质量与二水硫酸钙晶体 的质量比为6:1，洗涤后的二水硫酸钙晶体和水配制成固含量为45%的石膏悬浮液体，向石 膏悬浮液中加入质量为水质量0.25 %的转晶剂，然后将悬浮液升温至130°C，0.8MPa，保温2 小时，保温2小时抗后从结晶釜放料至离心机分离，分离出的α高强石膏进入干燥机干燥，干 燥后的α高强石膏粉经粉磨后得成品。α高强石膏粉成品的性能指标为：
[0036]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种利用氯碱工业阴极废水制备α高强石膏的方法，其特征在于，步骤如下： (1) 废水预处理：用氯化钙溶液和氯碱工业阴极废水中的硫酸钠溶液进行反应生成二 水硫酸钙晶体和氯化钠； (2) 过滤分离:将步骤(1)中反应生成的二水硫酸钙晶体进行过滤分离； (3) 氯离子洗涤:在步骤(2)中含有氯化钠杂质的二水硫酸钙晶体中加入洁净水并进行 搅拌，形成悬浮液，过滤分离二水硫酸钙晶体和氯化钠溶液； (4) 转晶：在步骤(3)中洗涤后的二水硫酸钙晶体中加入水搅拌形成石膏悬浮液，将石 膏悬浮液送入含有转晶剂的转晶釜内进行转晶，形成α高强石膏晶体； (5) 固液分离:将步骤(4)中转晶得到的α高强石膏晶体和含有转晶剂的溶液采用离心 机进行固液分离； (6) 干燥粉磨改性:将步骤(5)分离出来的α高强石膏通过螺旋输送机送入干燥机，利用 热空气进将经分离后的α高强石膏干燥成游离水含量率小于0.7 %的粉体，将干燥后的α高 强石膏粉体进行粉磨，改善α高强石膏粉的颗粒级配，最后得到α高强石膏成品。2. 根据权利要求1所述的利用氯碱工业阴极废水制备α高强石膏的方法，其特征在于， 所述步骤(3)中二水硫酸钙晶体和氯化钠溶液采用真空皮带过滤机或则离心机分离。3. 根据权利要求1所述的利用氯碱工业阴极废水制备α高强石膏的方法，其特征在于， 所述步骤(4)中转晶釜的温度为107~180°C;压力为0.13~IMPa;保温时间为1~8h。4. 根据权利要求1所述的利用氯碱工业阴极废水制备α高强石膏的方法，其特征在于， 所述步骤(1)中的反应时间为1~4h。5. 根据权利要求1所述的利用氯碱工业阴极废水制备α高强石膏的方法，其特征在于， 所述步骤(4)中的二水硫酸钙晶体占二水硫酸钙晶体和水总质量的10%~50%;所述的转 晶剂占水质量的〇. 1 %~〇. 4%。6. 根据权利要求1所述的利用氯碱工业阴极废水制备α高强石膏的方法，其特征在于， 所述的用于洗涤二水硫酸钙晶体的洁净水的质量与二水硫酸钙晶体的质量比介于1:1至 10:1之间。
【专利摘要】本发明公开了一种利用氯碱工业阴极废水制备α高强石膏的方法，步骤如下：(1)废水预处理、(2)过滤分离、(3)氯离子洗涤、(4)转晶、(5)固液分离、(6)干燥粉磨改性。本发明采用氯化钙为原料，将氯化钙配制成溶液后与硫酸钠溶液反应，生成二水硫酸钙和氯化钠溶液。生成的氯化钠溶液为作为氯碱工业的原料用于生产氢氧化钠和氯气，而二水硫酸钙则用于生产α高强石膏，因为本发明是真正意义上的绿色工艺、循环经济。
【IPC分类】C01F11/46
【公开号】CN105502466
【申请号】CN201610094137
【发明人】唐永波, 宋小霞
【申请人】江苏一夫科技股份有限公司, 唐永波
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年2月19日