一种利用含铬芒硝制备无水硫酸钠的方法技术

本发明专利技术涉及化学工业领域，尤其涉及一种利用重铬酸钠生产过程中的副产物含铬芒硝制备无水硫酸钠的方法。本发明专利技术方法包括将含铬芒硝按一定浓度溶解在含铬废水中，加入定量的硫代硫酸钠，在0.1‑1Mpa及80‑190℃条件下，促使六价铬被还原成三价铬，以水合三氧化二铬的形式析出，并用少量的硫酸中和，再滤出水合三氧化二铬，除杂脱色，蒸发并析出无水硫酸钠晶体，连续离心分离，干燥等步骤。本发明专利技术方法具有工艺简便易行、原料价廉、能耗低、高度自动化的特点，适合大规模生产。通过本发明专利技术方法制得的工业无水硫酸钠产品其质量符合GB/T 6009‑2014工业无水硫酸钠标准中Ⅰ类产品要求。

【技术实现步骤摘要】
一种利用含铬芒硝制备无水硫酸钠的方法
本专利技术涉及化学工业领域，尤其涉及一种利用重铬酸钠生产过程中的副产物含铬芒硝制备无水硫酸钠的方法。
技术介绍
在2000年以前，我国铬盐企业重铬酸钠的年生产总量在10万吨以下，副产含铬芒硝总量在13万吨左右，当时虽有人尝试研究利用含铬芒硝制备工业用无水硫酸钠，但由于重铬酸钠生产规模小，副产物含铬芒硝产量低，利用含铬芒硝制备工业用无水硫酸钠的成本高于直接采用天然芒硝生产无水硫酸钠的成本，后来终止了此类研究，转而采用烘干含铬芒硝作为水泥早强剂，由于含铬芒硝中的六价铬未被还原，制成的水泥早强剂会对环境产生污染。最终，大部分铬盐厂家选择采用含铬芒硝生产硫化碱，因为在硫化碱的生产过程中含铬芒硝中的六价铬会被还原而解除毒性，但硫化碱生产过程中产生的废气废渣依然在污染环境。在2000年以后，有关含铬芒硝再利用的研究逐步涌现，四川安县银河建化集团有限公司研发了一种用含铬芒硝制备硫酸钾的方法(CN200610000019.1)，但由于能耗过高，生产难以实现连续化，导致硫酸钾生产成本居高不下，无法形成市场竞争力。近年来，四川省银河化学股份有限公司的李先荣、胡义华等人又开发出了一种由含铬芒硝精制元明粉的方法(CN201310533304.X)，该方法采用晶浆法生产元明粉，但由于存在晶浆包裹六价铬的问题，导致生产的元明粉中六价铬超标，有时高达100ppm；且由于工艺中未进行除杂脱色，导致产品白度达不到GB/T6009-2014工业无水硫酸钠标准要求；另外，该方法中采用的还原剂为亚硫酸钠，中和剂为烧碱，此两种原料对于低价值产品元明粉来说，过于昂贵，导致生产的元明粉成本偏高，专利技术无法形成实际生产力。本专利技术的目的是建立一套利用重铬酸钠生产过程中的副产物含铬芒硝制备无水硫酸钠的技术路线，利用本专利技术工艺方法，可以使铬盐工业中副产的含铬芒硝得到充分的再利用，在生产高附加值无水硫酸钠产品的同时避免含铬芒硝处理过程中对环境造成的污染，为铬盐行业打造清洁高效的循环经济，提高企业的经济效益。另外，由于本专利技术工艺简便易行，原料价廉，利于推广，预计会有良好的市场前景。
技术实现思路
鉴于上述现有技术状况，本专利技术的专利技术人对于如何有效地回收利用重铬酸钠生产过程中的副产物含铬芒硝进行了广泛而深入的研究，以期开发一种工艺简单、能耗低、环境友好的回收含铬芒硝的工艺。通过反复试验研究，探索出了一套新的处理工艺，通过将含铬芒硝溶于一定比例的含铬废水，控制一定的浓度，加入定量的硫代硫酸钠，在0.1-1Mpa及80-190℃条件下，促使六价铬被还原成三价铬，以水合三氧化二铬的形式析出，并用少量的硫酸中和，使用带过滤助剂的板框压滤机过滤除去氢氧化铬，以保证滤液中不残留铬离子，再将滤液通过带有吸附剂的高效精密脱色过滤机过滤除杂脱色，过滤后的精液通过机械再压缩蒸发器蒸发结晶，结晶后的无水硫酸钠通过离心机连续离心分离后，经连续干燥机干燥得到成品。主要氧化还原反应如下：8Na2CrO4+3Na2SO3+(5+4x)H2O→4Cr2O3·xH2O+6Na2SO4+10NaOH在本专利技术方法中，首先我们采用了特定酸度条件下的还原反应，并使用气体作为还原剂，从而避免了晶浆法中由于晶浆包裹六价铬而导致的产品中六价铬超标的问题，大大降低了产品中的六价铬含量；其次，我们采用的水热法还原工艺，省掉了加入硫酸步骤，而直接加入硫代硫酸钠，节省了大量硫酸及纯碱或烧碱原料，不仅原料成本低、能耗低，而且利于自动化连续生产，生产成本大幅降低，其成本明显低于利用天然芒硝生产无水硫酸钠的现有工艺，且产品杂质含量低，质量优于天然芒硝生产而成的工业无水硫酸钠；另外，本专利技术方法中引入了除杂脱色工艺，采用带有吸附剂的高效精密脱色过滤机对硫酸钠水溶液进行脱色处理，提高了产品的白度。经检测，通过本专利技术方法制得的工业无水硫酸钠产品其质量符合GB/T6009-2014工业无水硫酸钠标准中Ⅰ类产品要求。综上，本专利技术旨在提供一种简便易行的，利用重铬酸钠生产过程中的副产物含铬芒硝制备无水硫酸钠的工艺方法。本专利技术利用含铬芒硝制备无水硫酸钠的方法，包括以下步骤：(1)将含铬芒硝溶解在含铬废水中得到含铬芒硝水溶液，并控制所得含铬芒硝水溶液中硫酸钠的浓度为15-32％；(2)将所述含铬芒硝水溶液中加入定量的硫代硫酸钠，在0.1-1Mpa及80-190℃条件下，促使六价铬被还原成三价铬，以水合三氧化二铬的形式析出；(3)将还原后的含铬芒硝水溶液用工业硫酸中和，促使水溶性三价铬形成氢氧化铬析出；(4)将(3)步骤得到的中和液在附有过滤助剂的板框压滤机中过滤，滤出氢氧化铬后得到滤液；(5)采用带有吸附剂的高效精密脱色过滤机对(4)步骤得到的滤液进行除杂脱色得到硫酸钠水溶液；(6)除杂脱色后的硫酸钠水溶液再经过机械再压缩蒸发器蒸发，析出无水硫酸钠晶体；(7)所得无水硫酸钠晶体用离心机进行连续离心分离后输送至连续干燥机中干燥，干燥后包装即得到无水硫酸钠产品。优选地，本专利技术方法步骤(1)中所述含铬废水为重铬酸钠生产过程中产生的焙烧工艺浸取废水、铬渣滤出的废水、含铬铝泥洗水、含铬芒硝洗水、铬酸铬洗水或蒸发含铬冷凝水。优选地，本专利技术方法步骤(2)中含铬芒硝水溶液中六价铬与硫代硫酸钠摩尔数之比为1﹕2.6-3.6。优选地，本专利技术方法步骤(3)中所述中和反应PH值控制为6.7-7，温度控制在40-100℃。优选地，本专利技术方法步骤(4)中所述过滤助剂为白云石粉、大理石粉中的任一种或两种的组合物。进一步地，所述白云石粉、大理石粉的细度均为0.045-0.3mm。优选地，本专利技术方法步骤(5)中所述吸附剂为硅藻土、活性白土、活性炭中的一种或多种。优选地，本专利技术方法步骤(7)中所述离心机为卧式活塞推料离心机或卧式螺旋离心机，所述连续干燥机为连续气流干燥机、连续沸腾干燥机、连续闪蒸干燥机、连续振动流化床干燥机或连续桨叶式干燥机。进一步优选地，本专利技术利用含铬芒硝制备无水硫酸钠的方法，包括以下步骤：(1)将含铬芒硝溶解在含铬废水中得到含铬芒硝水溶液，并控制所得含铬芒硝水溶液中硫酸钠的浓度为25％；(2)将所述含铬芒硝水溶液中加入定量的硫代硫酸钠，六价铬与硫代硫酸钠摩尔数之比为1﹕2.7，在0.3Mpa及130℃条件下，促使六价铬被还原成三价铬，以水合三氧化二铬的形式析出；(3)将还原后的含铬芒硝水溶液用工业硫酸中和，PH值控制为7，温度控制在95℃，促使水溶性三价铬形成氢氧化铬析出；(4)将(3)步骤得到的中和液在附有过滤助剂的板框压滤机中过滤，过滤助剂的细度为0.1mm，滤出氢氧化铬后得到滤液；(5)采用带有吸附剂的高效精密脱色过滤机对(4)步骤得到的滤液进行除杂脱色得到硫酸钠水溶液；(6)除杂脱色后的硫酸钠水溶液再经过机械再压缩蒸发器蒸发，析出无水硫酸钠晶体；(7)所得无水硫酸钠晶体用离心机进行连续离心分离后输送至连续干燥机中干燥，干燥后包装即得到无水硫酸钠产品利用本专利技术工艺方法，可以使铬盐工业中副产的含铬芒硝得到充分的再利用，在生产制备高附加值的无水硫酸钠产品的同时避免含铬芒硝处理过程中对环境造成的污染，促进铬盐企业产品结构的优化，提高企业的经济效益。另外，由于本专利技术工艺简便易行，原料价廉，利于推广，预计会有良好的市本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用含铬芒硝制备无水硫酸钠的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将含铬芒硝溶解在含铬废水中得到含铬芒硝水溶液，并控制所得含铬芒硝水溶液中硫酸钠的浓度为15‑32％；(2)将所述含铬芒硝水溶液中加入定量的硫代硫酸钠，在0.1‑1Mpa及80‑190℃条件下，促使六价铬被还原成三价铬，以水合三氧化二铬的形式析出；(3)将还原后的含铬芒硝水溶液用工业硫酸中和，促使水溶性三价铬形成氢氧化铬析出；(4)将(3)步骤得到的中和液在附有过滤助剂的板框压滤机中过滤，滤出氢氧化铬后得到滤液；(5)采用带有吸附剂的高效精密脱色过滤机对(4)步骤得到的滤液进行除杂脱色得到硫酸钠水溶液；(6)除杂脱色后的硫酸钠水溶液再经过机械再压缩蒸发器蒸发，析出无水硫酸钠晶体；(7)所得无水硫酸钠晶体用离心机进行连续离心分离后输送至连续干燥机中干燥，干燥后包装即得到无水硫酸钠产品。

【技术特征摘要】
1.一种利用含铬芒硝制备无水硫酸钠的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将含铬芒硝溶解在含铬废水中得到含铬芒硝水溶液，并控制所得含铬芒硝水溶液中硫酸钠的浓度为15-32％；(2)将所述含铬芒硝水溶液中加入定量的硫代硫酸钠，在0.1-1Mpa及80-190℃条件下，促使六价铬被还原成三价铬，以水合三氧化二铬的形式析出；(3)将还原后的含铬芒硝水溶液用工业硫酸中和，促使水溶性三价铬形成氢氧化铬析出；(4)将(3)步骤得到的中和液在附有过滤助剂的板框压滤机中过滤，滤出氢氧化铬后得到滤液；(5)采用带有吸附剂的高效精密脱色过滤机对(4)步骤得到的滤液进行除杂脱色得到硫酸钠水溶液；(6)除杂脱色后的硫酸钠水溶液再经过机械再压缩蒸发器蒸发，析出无水硫酸钠晶体；(7)所得无水硫酸钠晶体用离心机进行连续离心分离后输送至连续干燥机中干燥，干燥后包装即得到无水硫酸钠产品。2.根据权利要求1所述的利用含铬芒硝制备无水硫酸钠的方法，其步骤(1)中所述含铬废水为重铬酸钠生产过程中产生的焙烧工艺浸取废水、铬渣滤出的废水、含铬铝泥洗水、含铬芒硝洗水、铬酸铬洗水或蒸发含铬冷凝水。3.根据权利要求1所述的利用含铬芒硝制备无水硫酸钠的方法，其步骤(2)中含铬芒硝水溶液中六价铬与硫代硫酸钠摩尔数之比为1﹕2.6-3.6。4.根据权利要求1所述的利用含铬芒硝制备无水硫酸钠的方法，其步骤(3)中所述中和反应PH值控制为6.7-7，温度控制在40-100℃。5.根据权利要求1所述的利用含铬芒硝制备无水硫酸钠的方法，其步骤(4)中所述过滤助剂为白云石粉、大理石粉中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国庆，
申请(专利权)人：陕西省商南县东正化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61