一种硫酸法制备红矾钠工艺中得到高纯度红矾钠的方法
【专利摘要】本发明公开了一种硫酸法制备红矾钠工艺中得到高纯度红矾钠的方法，包括：将硫酸法制备红矾钠工艺中得到的红矾钠酸性液进行一次高温蒸发，蒸发至溶液浓度为59-63波美度，过滤溶液并除去产生的结晶体，然后将滤液进行二次高温蒸发，蒸发至溶液浓度为71-74波美度，再次过滤溶液并除去产生的结晶体；将上述步骤中二次高温蒸发并过滤得到的滤液中加入软水稀释至浓度为67-70波美度，搅拌冷却至一低温以结晶，得到红矾钠晶体和母液的混合物；将得到的红矾钠晶体和母液的混合物进行固液分离，得到高纯度红矾钠晶体。本发明不仅能有效地除去红矾钠溶液中的硫酸盐等杂质，且所得红矾钠晶体颗粒较大，易于固液分离，并有效增加了热量利用率，提高了生产效率。
【专利说明】一种硫酸法制备红矾钠工艺中得到高纯度红矾钠的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种硫酸法制备红矾钠工艺中得到高纯度红矾钠的方法。
【背景技术】
[0002]铬盐是无机盐的主要品种之一，在国民生产中，有10%的商品品种与铬盐有关，铬盐行业的品种以红矾钠和铬酸酐为主，且铬酸酐也是红矾钠的深加工产品，红矾钠是重要的基本化工原料，在印染工业、电镀工业和皮革工业中作助剂，在化学工业和制药工业中也用作氧化剂，应用领域十分广泛.故红矾钠的制备技术尤为重要，在红矾钠生产过程中，铬铁矿经过焙烧、冷却、破碎、浸滤、中和、压滤、酸化等工序，制得红矾钠酸性液，红矾钠酸性液中含有经硫酸酸化生成的硫酸钠，在蒸发浓缩的过程中会随浓度的增加而结晶出来，硫酸盐对红矾钠产品品质有重要影响，硫酸盐分离不干净，是红矾钠成品不合格的主要原因，硫酸钠的存在影响以红矾钠作为原料生产衍生化学品的质量以及原料消耗，所以必须要除去其中的硫酸钠。
[0003]现红矾钠蒸发工艺中，一次蒸发到59-63波美度，过滤一次除芒硝，滤液进行二次蒸发，红矾钠溶液蒸发到69波美度，过滤后冷却结晶(如中国专利CN102408131A)，此法生产的红矾钠中硫酸钠含量高(0.25-0.35质量百分比)，红矾钠成品品质受到影响，硫酸钠含量超标，影响商品性能。
【发明内容】
[0004]鉴于上述现有技术中红矾钠中除去硫酸钠不彻底的问题，本发明研究开发了一种硫酸法制备红矾钠工艺中得到高纯度红矾钠的方法，创造性的运用二次蒸发及加软水的方式，有效解决上述的问题，从而提闻了红帆纳成品的品质。
[0005]本发明提供的技术方案为:
[0006]一种硫酸法制备红矾钠工艺中得到高纯度红矾钠的方法，包括如下步骤:
[0007]步骤一、将硫酸法制备红矾钠工艺中得到的红矾钠酸性液进行一次高温蒸发，蒸发至溶液浓度为59-63波美度，过滤溶液并除去产生的结晶体，然后将滤液进行二次高温蒸发，蒸发至溶液浓度为71-74波美度，再次过滤溶液并除去产生的结晶体；
[0008]步骤二、将步骤一中二次高温蒸发并过滤得到的滤液中加入软水稀释至浓度为67-70波美度，搅拌冷却至一低温以结晶，得到红矾钠晶体和母液的混合物；
[0009]步骤三、将步骤二得到的红矾钠晶体和母液的混合物进行固液分离，得到红矾钠晶体。
[0010]优选的是，所述步骤一中进行一次高温蒸发的温度为80-86°C，进行二次高温蒸发的温度为90-96°C，一次蒸发及二次蒸发时的压力为-0.035~-0.045MPa (表压)。
[0011]优选的是，所述步骤一中蒸发采用的设备是管外沸腾式蒸发器或强制循环蒸发器。
[0012]优选的是，所述步骤一中过滤采用的设备是离心机，板框压滤机或真空带式过滤机中的一种；同时
[0013]所述步骤三中分离采用的设备是离心机，板框压滤机或真空带式过滤机中的一种。
[0014]优选的是，所述步骤二中加入的软水是纯水或蒸汽冷凝液，其电导率< 20uS/cm，硫酸盐含量< 5ppm，其他离子含量< lOOppm，且温度60_80°C。
[0015]优选的是，所述步骤二的搅拌冷却结晶过程是在冷却结晶罐中进行，其搅拌速率为25-50r/min，冷却结晶时间为6_18小时，冷却结晶终点温度为36_42°C。
[0016]通过本发明，不仅能有效地除去红矾钠溶液中的硫酸钠等杂质，而且所得红矾钠晶体颗粒较大，品质好，易于固液分离，并能避免只经过一次蒸发引起设备结垢，经常除垢影响会生产效率，从而有效增加了热量利用率，提高了生产效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明所述的硫酸法制备红矾钠工艺中得到高纯度红矾钠的方法的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图 对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0019]根据本发明的一个方面，提供了一种硫酸法制备红矾钠工艺中得到高纯度红矾钠的方法，包括如下步骤:
[0020](I)将硫酸法制备红矾钠工艺中得到的红矾钠酸性液加入到管外沸腾式蒸发器中在温度为80-86°C，压力为-0.035~-0.045MPa (表压)下进行一次高温蒸发，蒸发至溶液浓度为59-63波美度，使用离心机过滤溶液并除去产生的结晶体，然后将滤液在温度为90-960C，压力为-0.035~-0.045MPa (表压)下，蒸发滤液浓度至71-74波美度；使用板框压滤机过滤溶液并除去产生的结晶体；
[0021](2)将步骤(1)中二次高温蒸发并过滤得到的滤液中加入电导率≤20us/cm，硫酸盐含量< 5ppm，其他离子含量< lOOppm，且温度为60-80°C的软水进行稀释至滤液浓度为67-70波美度。
[0022](3)将步骤⑵中所得的滤液加入到冷却结晶罐中，缓慢搅拌冷却结晶，调节搅拌速率25-50r/min，冷却结晶6_18小时，冷却结晶终点温度36_42°C，得到红矾钠晶体和母液的混合物；
[0023](4)将得到的红矾钠晶体和母液的混合物用离心机进行固液分离，得到红矾钠晶体和母液。
[0024]值得注意的是:本发明中所述的结晶体主要指硫酸钠。
[0025]在本发明中，红矾钠溶液进行两次蒸发在于，红矾钠溶液蒸发至59-63波美度时，溶液中的杂质硫酸钠大量析出，若不过滤直接蒸发至71-74波美度，溶液引起设备结垢，降低热量利用率，经常除垢影响生产效率。
[0026]在本发明中，步骤(1)将红矾钠溶液蒸发至71-74波美度在于，硫酸钠溶解度受红矾钠浓度影响较大，红矾钠浓度增高，硫酸钠溶解度降低，提高红矾钠溶液浓度，有利于硫酸钠晶体的析出。
[0027]在本发明中，分离出硫酸钠的红矾钠溶液加软水稀释在于，红矾钠溶液浓度过高，冷却结晶时形成大量晶核，使晶面发展不完整，生成针状结晶，形成固液比较高的黏稠悬浮液，不易分离，为降低溶液饱和度，用软水将溶液稀释至67-70波美度，可获得颗粒较大的红矾钠晶体，结晶纯度较高，并有利于脱除母液。
[0028]在本发明中，分离出硫酸钠的红矾钠溶液加软水稀释还在于，稀释后红矾钠溶液中少量的硫酸钠处于不饱和状态，在红矾钠冷却结晶时，不会随红矾钠结晶析出，可有效降低红帆钠晶体中硫酸钠的含量。
[0029]实施例1
[0030]将IOm3浓度为59波美度，硫酸钠含量20g/L的红矾钠一次蒸发滤液加入管外沸腾式蒸发器蒸发，蒸发器压力-0.035MPa (表压)，蒸发温度90°C，蒸发至浓度达到71波美度，过滤二次除硫酸钠，滤液注入冷却结晶罐，加60°C软水稀释浓度至68波美度，通入冷却循环水，调整搅拌速率25r/min，缓慢搅拌冷却结晶，经过18小时冷却结晶至结晶终点温度40°C后，得到红矾钠晶体和母液混合物，在离心机中进行固液分离得到红矾钠晶体和母液，母液返回中和工序或生产其他铬盐产品。红矾钠检测结果见下表1。该红矾钠产品质量达到工业重铬酸钠国家标准(GB/T1611-2003) —等品。
[0031]对比例I
[0032]将IOm3浓度为59波美度，硫酸钠含量20g/L的红矾钠一次蒸发滤液加入管外沸腾式蒸发器蒸发，蒸发器压力-0.035MPa (表压)，蒸发温度90°C，蒸发至浓度达到68波美度，过滤二次除芒硝，滤液注 入冷却结晶罐，通入冷却循环水，调整搅拌速率25r/min，缓慢搅拌冷却结晶，经过18小时冷却结晶至结晶终点温度40°C后，得到红矾钠晶体和母液混合物，在离心机中进行固液分离得到红矾钠晶体和母液，母液返回中和工序或生产其他铬盐产品。红矾钠检测结果见下表1。该红矾钠产品质量品质差，达不到工业重铬酸钠国家标准(GB/T1611-2003)。
[0033]实施例2
[0034]将IOm3浓度为63波美度，硫酸钠含量13g/L红矾钠一次蒸发滤液加入管外沸腾式蒸发器蒸发，蒸发器压力-0.040MPa (表压)，蒸发温度92°C，蒸发至浓度达到74波美度，过滤二次除芒硝，滤液注入冷却结晶罐，加65°C软水稀释浓度至70波美度，通入冷却循环水，调整搅拌速率33r/min，缓慢搅拌冷却结晶，经过16小时冷却结晶至结晶终点温度38°C后，得到红矾钠晶体和母液混合物，在离心机中进行固液分离得到红矾钠晶体和母液，母液返回中和工序或生产其他铬盐产品。红矾钠检测结果见下表1。该红矾钠产品质量达到工业重铬酸钠国家标准(GB/T1611-2003) —等品。
[0035]对比例2
[0036]将IOm3浓度为63波美度，硫酸钠含量13g/L红矾钠一次蒸发滤液加入管外沸腾式蒸发器蒸发，蒸发器压力-0.040MPa (表压)，蒸发温度92°C，蒸发至浓度达到70波美度，过滤二次除芒硝，滤液注入冷却结晶罐，通入冷却循环水，调整搅拌速率33r/min，缓慢搅拌冷却结晶，经过16小时冷却结晶至结晶终点温度38°C后，得到红矾钠晶体和母液混合物，在离心机中进行固液分离得到红矾钠晶体和母液，母液返回中和工序或生产其他铬盐产品。红矾钠检测结果见下表1。该红矾钠产品质量品质差，达不到工业重铬酸钠国家标准(GB/T1611-2003)。
[0037]实施例3
[0038]将7m3浓度为61波美度，硫酸钠含量15g/L红矾钠一次蒸发滤液加入管外沸腾式蒸发器蒸发，蒸发器压力-0.045MPa,蒸发温度95°C，蒸发至浓度达到73波美度，过滤二次除芒硝，滤液注入冷却结晶罐，加75°C软水稀释浓度至67波美度，通入冷却循环水，调整搅拌速率45r/min，缓慢搅拌冷却结晶，经过14小时冷却结晶至结晶终点温度42°C后，得到红矾钠晶体和母液混合物，在离心机中进行固液分离得到红矾钠晶体和母液，母液返回中和工序或生产其他铬盐产品。红矾钠检测结果见下表1。该红矾钠产品质量达到工业重铬酸钠国家标准(GB/T1611-2003) —等品。
[0039]实施例4
[0040]将5m3浓度为60波美度，硫酸钠含量18g/L红矾钠一次蒸发滤液加入管外沸腾式蒸发器蒸发，蒸发器压力-0.042MPa,蒸发温度92°C，蒸发至浓度达到72波美度，过滤二次除硫酸钠，滤液注入冷却结晶罐，加80°C软水稀释浓度至69波美度，通入冷却循环水，调整搅拌速率50r/min，缓慢搅拌冷却结晶，经过8小时冷却结晶至结晶终点温度36°C后，得到红矾钠晶体和母液混合物，在离心机中进行固液分离得到红矾钠晶体和母液，母液返回中和工序或生产其他铬盐产品。红矾钠检测结果见下表1。该红矾钠产品质量达到工业重铬酸钠国家标准(GB/T1611-2003) —等品。
[0041]表1
[0042]
【权利要求】
1.一种硫酸法制备红矾钠工艺中得到高纯度红矾钠的方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一、将硫酸法制备红矾钠工艺中得到的红矾钠酸性液进行一次高温蒸发，蒸发至溶液浓度为59-63波美度，过滤溶液并除去产生的结晶体，然后将滤液进行二次高温蒸发，蒸发至溶液浓度为71-74波美度，再次过滤溶液并除去产生的结晶体； 步骤二、将步骤一中二次高温蒸发并过滤得到的滤液中加入软水稀释至浓度为67-70波美度，搅拌冷却至一低温以结晶，得到红矾钠晶体和母液的混合物； 步骤三、将步骤二得到的红矾钠晶体和母液的混合物进行固液分离，得到红矾钠晶体。
2.如权利要求1所述的硫酸法制备红矾钠工艺中得到高纯度红矾钠的方法，其特征在于，所述步骤一中进行一次高温蒸发的温度为80-86°C，进行二次高温蒸发的温度为90-96°C, 一次蒸发及二次蒸发时的表面压力为-0.035~-0.045MPa。
3.如权利要求2所述的硫酸法制备红矾钠工艺中得到高纯度红矾钠的方法，其特征在于，所述步骤一中蒸 发采用的设备是管外沸腾式蒸发器或强制循环蒸发器。
4.如权利要求1所述的硫酸法制备红矾钠工艺中得到高纯度红矾钠的方法，其特征在于，所述步骤一中过滤采用的设备是离心机，板框压滤机或真空带式过滤机中的一种；同时 所述步骤三中分离采用的设备是离心机，板框压滤机或真空带式过滤机中的一种。
5.如权利要求3所述的硫酸法制备红矾钠工艺中得到高纯度红矾钠的方法，其特征在于，所述步骤二中加入的软水是纯水或蒸汽冷凝液，其电导率< 20uS/cm，硫酸盐含量(5ppm,其他离子含量< IOOppm,且温度60_80°C。
6.如权利要求5所述的硫酸法制备红矾钠工艺中得到高纯度红矾钠的方法，其特征在于，所述步骤二的搅拌冷却结晶过程在冷却结晶罐中进行，其搅拌速率为25-50r/min，冷却结晶时间为6-18小时，冷却结晶终点温度为36-42°C。
【文档编号】C01G37/14GK103950980SQ201410186007
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年5月5日 优先权日:2014年5月5日
【发明者】李先荣, 陈宁, 董明甫, 谢友才, 黄玉西, 罗云龙 申请人:四川省银河化学股份有限公司