利用废硫酸生产硫酸钙晶须的方法
【专利摘要】本发明涉及一种利用L-抗坏血酸棕榈酸酯中的废硫酸生产硫酸钙晶须的方法，包括使废硫酸经活性炭脱色处理后与氢氧化钙反应生成二水硫酸钙，再将二水硫酸制备成悬浮液加入加压反应釜中以制备半水硫酸钙晶须。本发明的方法绿色环保，无污染，由于利用废硫酸做原料，有效解决了废硫酸污染问题，极大地降低了生产成本，并且工艺操作简单，适合工业化生产。
【专利说明】利用废硫目^?生严硫目S纟丐晶须的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及废酸处理，具体地说，涉及一种利用硫酸法制备L-抗坏血酸棕榈酸酯中的废酸来生产硫酸钙晶须的方法。
【背景技术】
[0002]目前，L-抗坏血酸棕榈酸酯的生产工艺多以L-抗坏血酸和棕榈酸为原料，以浓硫酸为催化剂制备而成，如中国专利CN101759671、CN102260231和CN102558115等。在此过程中，伴有大量废硫酸生成，污染严重，随着我国政府和人民对环境的日益关注，这种老式生产工艺因其伴随的环境污染因而面临着巨大改造升级压力，然而，设备改造、工艺升级需要高额前期投入，对于民族企业来说，难以承受这种前期资金投入；因而，急需一种投入较低、成本能够为国内企业所接受的废物处理工艺，来降低传统工艺对环境造成的污染。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对现有技术中硫酸副产物造成环境污染、处理成本高昂等不足而提供的一种硫酸法制备L-抗坏血酸棕榈酸酯中的废酸处理方法，该方法绿色环保，有效解决了废硫酸污染问题，经济效益好。
[0004]发明人经过大量研究发现，对于传统的L-抗坏血酸棕榈酸酯的生产工艺中的副产物浓硫酸，可以通过本发明的方法来进行回收利用。
[0005]本发明的化 学反应原理大致如下:硫酸可与氢氧化钙中和，反应生成二水硫酸钙。其反应式为:
[0006]H2S04+Ca (OH) 2+2H20 — CaSO4.2H20+H20
[0007]硫酸钙晶须是以CaSO4.2Η20为原料，通过人为控制，使其以单晶形式生长，具有均匀的横截面、完整的外形、完善的内部结构的纤维状(须状)单晶体，其反应式大致如下:
[0008]CaSO4.2Η20 (颗粒状)—Ca2++S0广+2Η20
[0009]CaSO4.0.5Η20 — CaSO4.0.5Η20 (纤维状)
[0010]CaSO4.0.5Η20 — CaSO4 (纤维状)+0.5Η20
[0011]硫酸钙晶须具有强度高、韧性好、耐高温及耐腐蚀等优良性能。此外，硫酸钙晶须无毒、安全环保、制造成本低，可广泛应用于橡胶、塑料、涂料、黏结剂、造纸、纺织等诸多行业。
[0012]发明人在大量实验的基础上，惊喜地发现通过本发明的方法，可以高效低耗地对硫酸废液进行有效处理，降低对环境造成的污染，且提高了产值，操作简单，对生产设备要求低，具有很高的产业应用价值。
[0013]本发明提供了一种生产硫酸钙晶须的方法，采用硫酸法制备L-抗坏血酸棕榈酸酯中的废酸为原料，将废硫酸经活性炭脱色处理后与氢氧化钙反应生成二水硫酸钙，再将二水硫酸钙制备成悬浮液加入加压反应釜中以制备半水硫酸钙晶须。
[0014]本发明的生产硫酸钙晶须的方法，依次包括如下步骤:[0015](I)收集硫酸法制备L-抗坏血酸棕榈酸酯中的废硫酸作为原料；
[0016](2)将废硫酸经活性炭脱色处理后与氢氧化钙反应生成二水硫酸钙；
[0017](3)再将二水硫酸钙制备成悬浮液加入加压加热反应釜中进行以制备半水硫酸钙晶须；
[0018](4)反应结束，停止加热，冷却，取出生成物，抽滤，干燥，即得半水硫酸钙晶须。
[0019]其中，步骤(1)具体步骤如下:收集硫酸法制备L-抗坏血酸棕榈酸酯中的废硫酸为原料，该废硫Ife中硫Ife含量为15~25%。[0020]步骤(2)的具体参数如下:取20~50重量份活性炭,加入200~800重量份的所述废硫酸中，并将混合液置于30~60°C条件下脱色10~50min，抽滤，向滤液中加入70~90重量份氢氧化钙，室温反应10~30min，抽滤，即得二水硫酸钙。
[0021]步骤(3)的具体参数如下:将上述二水硫酸钙和1.5~2X IO3重量份的水加入反应釜中，并设定搅拌速度为180~240r/min、加热温度为100~150°C并用氮气加压至I~3MPa。在上述条件下，反应3~7h。
[0022]优选地，步骤(3)中采用纯化水，所述的纯化水是双蒸水，更优选为去离子水。
[0023]步骤(4)的具体参数如下:反应结束即停止加热，当反应釜内温度冷却至60~90°C时，放气，并取出生成物，抽滤，滤饼置于90~130°C干燥2~5h，即得半水硫酸钙晶须。
[0024]优选地，本发明的方法仅由上述(4)个步骤依次组成。
[0025]优选地，本发明的生产硫酸钙晶须的方法由以下四个步骤组成:
[0026]( I)收集硫酸法制备L-抗坏血酸棕榈酸酯中的废硫酸为原料，该废硫酸中硫酸含量为15~25%。
[0027](2)取20~50g活性炭，加入200~800g的含量为15~25%废硫酸中，并将混合液置于30~60°C条件下脱色10~50min,抽滤，向滤液中加入70~90g氢氧化钙,室温反应10~30min，抽滤，即得二水硫酸钙。
[0028](3)将上述二水硫酸钙和1.5~2kg纯化水加入反应釜中，并设定搅拌速度为180~240r/min、加热温度为100~150°C并用氮气加压至I~3MPa。在上述条件下，反应
3~7h。
[0029](4)反应结束即停止加热，当反应釜内温度冷却至60~90°C时，放气，并取出生成物，抽滤，滤饼置于90~130°C干燥2~5h，即得半水硫酸钙晶须。
[0030]更优选地，上述步骤(1)中活性炭优选为30g，含量为18.6%的浓硫酸优选为600g，脱色温度和时间分别优选为50°C和30min，氢氧化钙优选为84g，反应时间优选为20min。
[0031]上述步骤(2)中纯化水优选为1.8kg，搅拌速度优选为230r/min、加热温度优选为130°C，加压压强优选为2MPa，反应时间优选为5h。
[0032]上述步骤(3)中冷却温度优选为80°C，干燥温度优选为120°C，干燥时间优选为4h0
[0033]本发明具有如下有益技术效果:(1)绿色环保，无污染。(2)有效解决了废硫酸污染问题，在我国自然环境污染严重的当今，这具有非常重大的意义，具有非常好的产业应用价值和前景。(3)利用废硫酸做原料，极大地降低了生产成本。(4)工艺操作简单，适合工业化生产。【具体实施方式】
[0034]下面结合实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0035]实施例1利用L-抗坏血酸棕榈酸酯中的废硫酸为原料生产硫酸钙晶须
[0036]( I)收集硫酸法制备L-抗坏血酸棕榈酸酯中的废硫酸为原料，该废硫酸中硫酸含量为19.2%。
[0037](2)取30g活性炭，加入600g的含量为19.2%废硫酸中，并将混合液置于50°C条件下脱色30min，抽滤，向滤液中加入87g氢氧化钙，室温反应20min，抽滤，即得二水硫酸钙。[0038](3)将上述二水硫酸钙和2kg纯化水加入反应釜中，并设定搅拌速度为220r/min、加热温度为125°C并用氮气加压至2MPa。在上述条件下，反应4h。
[0039](4)反应结束即停止加热，当反应釜内温度冷却至80°C时，放气，并取出生成物，抽滤，滤饼置于110°c干燥4h，即得半水硫酸钙晶须产品122.9g，收率为67.9%。经检验，所得硫酸钙晶须的平均长径比为100~200，白度为99%，CaSO4含量≥99% (折干)。
[0040]实施例2利用L-抗坏血酸棕榈酸酯中的废硫酸为原料生产硫酸钙晶须
[0041 ] (I)收集硫酸法制备L-抗坏血酸棕榈酸酯中的废硫酸为原料，该废硫酸中硫酸含量为18.6 %。
[0042](2)取30g活性炭，加入600g的含量为18.6%废硫酸中，并将混合液置于50°C条件下脱色30min，抽滤，向滤液中加入84g氢氧化钙，室温反应20min，抽滤，即得二水硫酸钙。
[0043](3)将上述二水硫酸钙和1.8kg纯化水加入反应釜中，并设定搅拌速度为230r/min、加热温度为130°C并用氮气加压至2MPa。在上述条件下，反应5h。
[0044](4)反应结束即停止加热，当反应釜内温度冷却至80°C时，放气，并取出生成物，抽滤，滤饼置于120°C干燥4h，即得半水硫酸钙晶须产品119g，收率为68%。经检验，所得硫酸钙晶须的平均长径比为100~200，白度为99%，CaSO4含量≥99% (折干)。
[0045]实施例3利用L-抗坏血酸棕榈酸酯中的废硫酸为原料生产硫酸钙晶须
[0046]( I)收集硫酸法制备L-抗坏血酸棕榈酸酯中的废硫酸为原料，该废硫酸中硫酸含量为15%。
[0047](2)取20g活性炭，加入200g的含量为15%废硫酸中，并将混合液置于60°C条件下脱色IOmin,抽滤，向滤液中加入70g氢氧化钙,室温反应30min,抽滤，即得二水硫酸钙。
[0048](3)将上述二水硫酸钙和1.5kg纯化水加入反应釜中，并设定搅拌速度为180r/min、加热温度为100°C并用氮气加压至3MPa。在上述条件下，反应3h。
[0049](4)反应结束即停止加热，当反应釜内温度冷却至70°C时，放气，并取出生成物，抽滤，滤饼置于90°C干燥5h，即得半水硫酸钙晶须产品32.6g，收率为69.3%。经检验，所得硫酸钙晶须的平均长径比为100~200，白度为97.5%，CaSO4含量≥99% (折干)。
[0050]实施例4利用L-抗坏血酸棕榈酸酯中的废硫酸为原料生产硫酸钙晶须
[0051 ] (I)收集硫酸法制备L-抗坏血酸棕榈酸酯中的废硫酸为原料，该废硫酸中硫酸含量为25%。
[0052](2)取50g活性炭，加入SOOg的含量为25%废硫酸中，并将混合液置于30°C条件下脱色50min,抽滤，向滤液中加入90g氢氧化钙,室温反应30min,抽滤，即得二水硫酸钙。[0053](3)将上述二水硫酸钙和2kg纯化水加入反应釜中，并设定搅拌速度为240r/min、加热温度为150°C并用氮气加压至IMPa。在上述条件下，反应3h。
[0054](4)反应结束即停止加热，当反应釜内温度冷却至90°C时，放气，并取出生成物，抽滤，滤饼置于130°C干燥2h，即得半水硫酸钙晶须产品207.1g,收率为66.1%。经检验，所得硫酸钙晶须的平均长径比为100~200，白度为99%，CaSO4含量≥99% (折干)。
[0055]实施例5利用L-抗坏血酸棕榈酸酯中的废硫酸为原料生产硫酸钙晶须
[0056]( I)收集硫酸法制备L-抗坏血酸棕榈酸酯中的废硫酸为原料，该废硫酸中硫酸含量为20.0%。
[0057](2)取40g活性炭，加入500g的含量为20.0%废硫酸中，并将混合液置于40°C条件下脱色20min，抽滤，向滤液中加入80g氢氧化钙，室温反应18min，抽滤，即得二水硫酸钙。
[0058](3)将上述二水硫酸钙和1.6kg纯化水加入反应釜中，并设定搅拌速度为200r/min、加热温度为120°C并用氮气加压至2MPa。在上述条件下，反应6h。
[0059](4)反应结束即停止加热，当反应釜内温度冷却至70°C时，放气，并取出生成物，抽滤，滤饼置于100°c干燥5h，即得半水硫酸钙晶须产品207g，收率为68%。经检验，所得硫酸钙晶须的平均长径比为100~200，白度为99%，CaSO4含量≥99% (折干)。
[0060]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种利用废硫酸生产硫酸钙晶须的方法，其特征在于，依次包括如下步骤: (O收集硫酸法制备L-抗坏血酸棕榈酸酯中的废硫酸作为原料； (2)将收集到的废硫酸经活性炭脱色处理后与氢氧化钙反应生成二水硫酸钙； (3)再将二水硫酸钙制备成悬浮液加入加压加热反应釜中进行以制备半水硫酸钙晶须； (4)反应结束，停止加热，冷却，取出生成物，抽滤，干燥，即得半水硫酸钙晶须。
2.根据权利要求1所述的生产硫酸钙晶须的方法，其特征在于，步骤(1)为:收集硫酸法制备L-抗坏血酸棕榈酸酯中的废硫酸为原料，该废硫酸中硫酸含量为15%~25%。
3.根据权利要求1所述的生产硫酸钙晶须的方法，其特征在于，步骤(2)为:取20~50重量份活性炭，加入200~800重量份的所述废硫酸中，并将混合液置于30~60°C条件下脱色10~50min,抽滤，向滤液中加入70~90重量份氢氧化钙,室温反应10~30min,抽滤，即得二水硫酸钙。
4.根据权利要求1所述的生产硫酸钙晶须的方法，其特征在于，步骤(3)为:将步骤(2)得到的二水硫酸钙和1.5~2X IO3重量份的水加入反应釜中，并设定搅拌速度为180~240r/min、加热温度为100~150°C并用氮气加压至I~3Mpa，在此条件下，反应3~7h。
5.根据权利要求1所述的生产硫酸钙晶须的方法，其特征在于，步骤(4)为:反应结束即停止加热，当反应釜内温度冷却至60~90°C时，放气，并取出生成物，抽滤，滤饼置于90~130°C干燥2~5h，即得半水硫酸钙晶须。
6.根据权利要求1所述的生产硫酸钙晶须的方法，其特征在于，步骤(3)中采用纯化水。
7.根据权利要求6所述的生产硫酸钙晶须的方法，其特征在于，步骤(3)中采用的纯化水是双蒸水。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤I)中活性炭优选为30重量份，含量为18.6%的浓硫酸为600重量份,脱色温度和时间分别为50°C和30min,氢氧化钙为84g,反应时间为20min。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤2)中纯化水为1.8X IO3重量份，搅拌速度为230r/min、加热温度为130°C，加压压强为2MPa，反应时间为5h。
10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤I)中冷却温度为80°C，干燥温度为120°C，干燥时间为4h。
【文档编号】C30B29/46GK103540996SQ201310451677
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2013年9月27日
【发明者】陶涛, 汪洪湖, 张亚, 孙建华, 林文龙 申请人:蚌埠丰原医药科技发展有限公司