一种利用废硫酸钠生成碳酸钠及副产硫酸铵的方法与流程

本发明涉及废料再利用领域，尤其涉及一种利用废硫酸钠生成碳酸钠及副产硫酸铵的方法。

背景技术：

1、在石油化工、制药、冶金、碳酸锂、氧化锌、铬盐、烟气脱硫及化纤等众多领域的工业生产过程中，使用大量纯碱和硫酸，产生大量含硫酸钠废水。

2、部分企业将硫酸钠废水净化处理后经浓缩干燥生产副产元明粉，但是，由于元明粉质量问题和本身市场价值不高，这种处理方式往往造成企业亏损，因此，目前逐步转变为直接浓缩成硫酸钠废盐进行堆放处置，形成大量硫酸钠废盐堆积局面，若管理不善甚至会产生二次污染。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种利用废硫酸钠生成碳酸钠及副产硫酸铵的方法。

2、为实现上述目的，本发明提供一种利用废硫酸钠生成碳酸钠及副产硫酸铵的方法，包括以下步骤：

3、(1)将硫酸钠废盐投入溶解槽中，加水进行溶解处理，之后过滤去除杂质，得到硫酸钠滤液；

4、(2)将二氧化碳和氨水通入密闭反应槽中，反应生成碳酸氢铵溶液；

5、(3)将碳酸氢铵溶液和硫酸钠滤液通入混合反应槽中，反应生成含碳酸氢钠沉淀和硫酸铵溶液的混合浆液；

6、(4)将混合浆液进行过滤处理，得到碳酸氢钠固体和硫酸铵混合溶液，碳酸氢钠固体经煅烧后，得到碳酸钠产品并产生二氧化碳和水蒸气，将二氧化碳和水蒸气返回密闭反应槽中回用，硫酸铵混合溶液经加热解析后，得到硫酸铵溶液并产生二氧化碳、氨气和水蒸气，将二氧化碳、氨气和水蒸气返回密闭反应槽中回用；

7、(5)将硫酸铵溶液进行蒸发浓缩处理，再经离心分离，得到硫酸铵固体和母液，硫酸铵固体经干燥后，得到硫酸铵产品，将母液返回溶解槽中回用。

8、进一步地，步骤(1)中，水和硫酸钠废盐用量比为3：1，水温50～60℃，为回收的蒸汽冷凝水。

9、进一步地，步骤(2)中，氨水的浓度为20～25％。

10、进一步地，步骤(3)中，碳酸氢铵溶液和硫酸钠滤液的用量比为2：1，反应条件为温度35～40℃，反应时间60min。

11、进一步地，步骤(3)中，还加入硅藻泥作为促进剂，每吨硫酸钠废盐加入0.25～0.3公斤促进剂。

12、进一步地，步骤(4)中，碳酸氢钠固体的煅烧条件为温度160～230℃，煅烧时间25～35min。

13、进一步地，步骤(4)中，硫酸混合溶液的加热解析条件为温度60～70℃，解析时间60min。

14、进一步地，步骤(5)中，硫酸铵溶液的蒸发浓缩处理条件为温度100～120℃，浓缩至含固量40～45％。

15、进一步地，步骤(5)中，硫酸铵固体的干燥条件为采用气流干燥机在温度110～120℃下干燥至含水量≤0.5％。

16、本发明先将硫酸钠废盐溶解过滤，去除不易溶解的杂质，然后以氨水和二氧化碳为原料生成碳酸氢铵溶液，使其与硫酸钠滤液反应，反应式为2nh3hco3+na2so4＝2nahco3+(nh4)2so4，生成碳酸氢钠沉淀和硫酸铵溶液，碳酸氢钠经煅烧(2nahco3＝na2co3+h2o+co2)后，分解成碳酸钠，从而获得碳酸钠产品，煅烧产生的二氧化碳和水蒸气返回密闭反应槽中回用。

17、而余下的硫酸铵混合溶液除硫酸铵外，含有微量的氨和碳酸氢根，通过加热解析可以分解为二氧化碳、氨气和水蒸气返回密闭反应槽中回用，得到的硫酸铵溶液经过蒸发浓缩能够析出硫酸铵晶体，再离心分离出来，干燥为硫酸铵产品，母液则返回溶解槽中回用。

18、添加的硅藻泥起到润滑的作用，可以在混合浆液进行过滤处理时保证顺畅地通过滤孔，硅藻泥无法在蒸发浓缩析出，会最终随母液返回溶解槽中，在整个体系中起到润滑作用。

19、本发明的有益效果体现在：

20、本发明将废的硫酸钠综合利用产出更高附加值的碳酸钠和副产硫酸铵产品，能使废硫酸钠硫和二氧化碳资源综合回收利用，符合绿色经济的理念。

21、本发明实施过程中，产生的水、二氧化碳、氨气均能够重复循环利用，更加环保，且降低了原料成本。

22、本发明通过反应生成碳酸氢钠沉淀，纯度高、杂质含量少，从而获得纯度高的碳酸钠产品，本发明通过蒸发浓缩能够析出硫酸铵晶体，同样纯度高、杂质含量少，得到的硫酸铵产品纯度高。

技术特征：

1.一种利用废硫酸钠生成碳酸钠及副产硫酸铵的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的利用废硫酸钠生成碳酸钠及副产硫酸铵的方法，其特征在于，步骤(1)中，水和硫酸钠废盐用量比为3：1，水温50～60℃，为回收的蒸汽冷凝水。

3.如权利要求1所述的利用废硫酸钠生成碳酸钠及副产硫酸铵的方法，其特征在于，步骤(2)中，氨水的浓度为20～25％。

4.如权利要求1所述的利用废硫酸钠生成碳酸钠及副产硫酸铵的方法，其特征在于，步骤(3)中，碳酸氢铵溶液和硫酸钠滤液的用量比为2：1，反应条件为温度35～40℃，反应时间60min。

5.如权利要求1所述的利用废硫酸钠生成碳酸钠及副产硫酸铵的方法，其特征在于，步骤(3)中，还加入硅藻泥作为促进剂，每吨硫酸钠废盐加入0.25～0.3公斤促进剂。

6.如权利要求1所述的利用废硫酸钠生成碳酸钠及副产硫酸铵的方法，其特征在于，步骤(4)中，碳酸氢钠固体的煅烧条件为温度160～230℃，煅烧时间25～35min。

7.如权利要求1所述的利用废硫酸钠生成碳酸钠及副产硫酸铵的方法，其特征在于，步骤(4)中，硫酸混合溶液的加热解析条件为温度60～70℃，解析时间60min。

8.如权利要求1所述的利用废硫酸钠生成碳酸钠及副产硫酸铵的方法，其特征在于，步骤(5)中，硫酸铵溶液的蒸发浓缩处理条件为温度100～120℃，浓缩至含固量40～45％。

9.如权利要求1所述的利用废硫酸钠生成碳酸钠及副产硫酸铵的方法，其特征在于，步骤(5)中，硫酸铵固体的干燥条件为采用气流干燥机在温度110～120℃下干燥至含水量≤0.5％。

技术总结
本发明公开了一种利用废硫酸钠生成碳酸钠及副产硫酸铵的方法，包括以下步骤：(1)将硫酸钠废盐投入溶解槽中，过滤后得到硫酸钠滤液；(2)配置碳酸氢铵溶液；(3)反应生成含碳酸氢钠沉淀和硫酸铵溶液的混合浆液；(4)过滤处理，得到的碳酸氢钠固体经煅烧后，成为碳酸钠产品，硫酸铵混合溶液经加热解析后，得到硫酸铵溶液并产生二氧化碳、氨气和水蒸气返回密闭反应槽中回用；(5)将硫酸铵溶液进行蒸发浓缩处理，再经离心分离，得到硫酸铵固体经干燥后，成为硫酸铵产品，将母液返回溶解槽中回用。本发明将废的硫酸钠综合利用产出更高附加值的碳酸钠和副产硫酸铵产品，能使废硫酸钠硫和二氧化碳资源综合回收利用，符合绿色经济的理念。

技术研发人员：姚树明,王成国,余珊珊
受保护的技术使用者：湖北凯亿环保科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12