一种基于提钒固废硫酸钠生产硫化钠的方法技术

本发明专利技术属于硫化钠生产技术领域，具体涉及一种将冶金提钒工艺产生的固废硫酸钠用于生产硫化钠的方法。为解决现有技术中存在的现有技术中的成本较高，煤粉消耗量大，产生的废渣较多，不利于环保的技术问题；提供一种基于提钒固废硫酸钠生产硫化钠的方法，其包括步骤：A：配料；B：焙烧；C：热化浸取；D：除渣澄清；E:蒸发浓缩。本发明专利技术采用提钒工艺产生的固废硫酸钠作为原料将废料二次使用，降低了原料成本；采用焦粉作为还原剂，采用焦粉替代传统生产工艺中的煤粉作为还原剂减少了原料消耗；本发明专利技术采用配料、焙烧、热化浸取、除渣澄清、蒸发浓缩和结晶的生产工艺流程，生产成本更低，对环境更友好，从而使本发明专利技术产生更好的经济效益和环保效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于硫化钠生产
，具体涉及一种将冶金提钒工艺产生的固废硫酸钠用于生产硫化钠的方法。
技术介绍
硫化钠又称臭碱、臭苏打、黄碱、硫化碱。硫化钠为无机化合物，纯硫化钠为无色结晶粉末。吸潮性强，易溶于水。水溶液呈强碱性反应。触及皮肤和毛发时会造成灼伤。故硫化钠俗称硫化碱。硫化钠水溶液在空气中会缓慢地氧化成硫代硫酸钠、亚硫酸钠、硫酸钠和多硫化钠。现有的硫化钠的生产方法主要有煤粉还原法、吸收法、硫化钡法和气体还原法等，而煤粉还原法在工业生产中使用较多。煤粉还原法是将芒硝与煤粉按照配比在高温下混合煅烧还原，经过后续处理得到硫化钠产品。然而，其采用的原料的纯度要求较高，成本较高，同时在生产的过程中煤粉消耗量大，产生的废渣较多，不利于环保。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的技术问题，提供一种成本低，能源利用率高，产生的废弃物少，安全环保的基于提钒固废硫酸钠生产硫化钠的方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种基于提钒固废硫酸钠生产硫化钠的方法，包括步骤：A：配料：称取固废硫酸钠、焦粉和硫化钡放入转炉中；B：焙烧：对步骤A所述的转炉加热，进行焙烧反应，生成碱渣和熔融状硫化钠；C：热化浸取：将步骤B所述的熔融状硫化钠转入热水中搅拌浸取，得到粗渣和一级硫化钠水溶液；D：除渣澄清：对步骤C所述的一级硫化钠水溶液静置，固液分离操作后，得到细渣和二级硫化钠水溶液；E:蒸发浓缩：将步骤D所述的二级硫化钠水溶液，蒸发浓缩，得到浓缩后的硫化钠水溶液。进一步的改进是，还包括步骤F，F：结晶：将步骤E得到的浓缩后的硫化钠溶液冷却结晶，得到固体硫化钠。进一步的改进是，所述焦粉的粒径小于1mm。进一步的改进是，所述步骤B采用煤气对所述转炉进行加热，所述加热的温度为850-1100℃，焙烧时间为80-90min。进一步的改进是，所述步骤A在称取固废硫酸钠之前利用转炉的余热对固废硫酸钠进行干燥。进一步的改进是，所述步骤C中的熔融状硫化钠先降温至500℃再转入热水中浸取，所述热水的温度为80~100℃。进一步的改进是，还包括步骤G，将步骤C产生的粗渣经过洗涤、过滤后用作加热转炉的燃料。进一步的改进是，所述步骤D中静置的时间为12h以上，所述固液分离操作为交替进行一次以上的静置和过滤操作。进一步的改进是，所述步骤A中按照重量比固废硫酸钠：焦粉：硫化钡=85.36-85.93：13.73-14.22：0.34-0.42称取固废硫酸钠、焦粉和硫化钡放入转炉中。进一步的改进是，所述步骤E利用转炉余热对步骤D的二级硫化钠水溶液进行加热蒸发。本专利技术相对于现有技术的有益效果是：本专利技术的基于固废硫酸钠生产硫化钠的方法采用提钒工艺产生的固废硫酸钠作为原料将废料二次使用，降低了原料成本；采用焦粉作为还原剂，采用焦粉替代传统生产工艺中的煤粉作为还原剂减少了原料消耗，焦粉中固定碳含量比煤粉高10%左右能大幅提升还原率，减少还原剂用量，从而减少本方法最终的固废量；焦粉挥发度仅2%，从而使烟气排放比采用无烟煤减少6%，所采用焦粉可以为焦化厂副产物，属于二次资源，更环保；采用硫化钡作为沉淀剂，可以将生产原料中含有的氢氧化钠、碳酸钠、硫代硫酸钠和亚硫酸钠，更有效地转化为硫化钠，从而提高使得本方法在最大限度的提升硫化钠的生产率的同时将原料的多余的杂质除去；本专利技术的基于固废硫酸钠生产硫化钠的方法采用将方法生产过程中产生的粗渣处理后，用作加热转炉的原料或者其它的原料使用从而节省了能源消耗，提升了能源利用率；提供将细渣多次洗涤处理后排放，较少了对环境的污染，将洗涤后的溶液进行回用，提高了能源利用率，减少了对环境的污染，使本专利技术更安全环保；本专利技术的基于固废硫酸钠生产硫化钠的方法采用配料、焙烧、热化浸取、除渣澄清、蒸发浓缩和结晶的生产工艺流程，优化生产工艺使得产生的固废更少，生产成本更低，对环境更友好，从而使本专利技术产生更好的经济效益和环保效益。具体实施方式下面结合实施例详细说明本专利技术的技术方案，以使本领域的技术人员在不需要经过创造性劳动的情况下，根据本说明书的记载实现本专利技术的技术方案解决现有技术中存在的问题，达到相应的技术效果，需要说明的是，在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均属于本专利技术的保护范围。一种基于提钒固废硫酸钠生产硫化钠的方法，包括步骤：A：配料：按照重量比称取固废硫酸钠、焦粉和硫化钡放入转炉中；由于提钒工艺产生的固废硫酸钠中含有20%-25%的水分，为了更好地回收生产硫化钠生产前需要将固废硫酸钠生产原料利用转炉余热进行干燥。为了充分地让焦粉（C）与原料中的硫酸钠反应生成硫化钠（Na2S），需要将焦炭用球磨机加工成密度不超过1mm的焦粉（C）。固废硫酸钠（Na2SO4）、焦粉（C）、硫化钡（BaS）按照相应的比例进行配比，配比后输送到焙烧转炉上料平台待用。B：焙烧：对步骤A所述的转炉加热，进行焙烧反应，生成碱渣和熔融状硫化钠；硫酸钠和焦粉、硫化钡加入到转炉。燃烧煤气作为燃料对转炉进行加热，炉温达到850-1100℃后，炉内开始化学反应，硫酸钠反应脱氧后生成硫化钠，硫化钡与原料中的氢氧化钠、碳酸钠、硫代硫酸钠、亚硫酸钠反应生成硫化钠及氢氧化钡、亚硫酸钡、硫代硫酸钡、碳酸钡，加料到反应完出炉一般需要80-90min。C：热化浸取：将步骤B所述的熔融状硫化钠转入热水中搅拌浸取，得到粗渣和一级硫化钠水溶液；转炉焙烧后，熔融状硫化钠自然冷却，降温至500℃放入热化浸取缸。利用硫化钠溶解于水的化学特性，硫化钠进入热水（水温80-100℃）溶解，经过搅拌溶解后，利用三级螺旋提升机洗渣后除掉粗渣（主要成分为煤渣，含量为90%-95%），分离后的煤渣仍有1000K的发热值，可用于制造水泥、砖等建筑材料，也可掺入煤炭中使用节省燃料。除渣后的硫化钠水溶液进入下一道工序。D：除渣澄清：对步骤C所述的一级硫化钠水溶液静置，固液分离操作后，得到细渣和二级硫化钠水溶液；除掉粗渣的硫化钠水溶液沉淀12h以上，再进行一系列的搅拌、澄清，过滤，除掉细渣。硫化钠水溶液沉淀后的碱泥放入100℃的沸水经过压滤机进行二次洗涤和压滤，废水回收再利用，细渣外运。除掉细渣后的硫化钠水溶液进入下一道工序。E:蒸发浓缩：将步骤D所述的二级硫化钠水溶液，蒸发浓缩，得到浓缩后的硫化钠水溶液。除掉杂质后的硫化钠水溶液含有多余的水分，将除掉杂质后的硫化钠水溶液放入加热蒸发锅，利用转炉余热将硫化钠溶液进行加热蒸发。根据产品等级来决定蒸发掉硫化钠水溶液中的水分。硫化钠根据行业标准，以硫化钠含量分为52-55%；56-58%，59-60%三个等级。硫化钠水溶液浓缩完后，进入下一道包装工序。进一步的改进是，还包括步骤F，F：结晶：将步骤E得到的浓缩后的硫化钠溶液冷却结晶，得到固体硫化钠。浓缩后的硫化钠水溶液温度在80-90℃，利用硫化钠低于40℃结晶凝固的化学特性，在片碱机进行片解的过程中，利用冷水对片碱机滚筒进行冷却，硫化钠水溶液在滚同上结晶凝固，然后用片碱机的刀片刮落凝固的硫化钠，成为硫化钠成品。待硫化钠冷却到常温后进行包装，包装按照25kg/袋定额包装，包装按照国家标准三层包装。进一步的改进是，所述焦粉的粒径小于1mm。进一步的改进是，所述步骤B采用煤气对所述转炉进行加热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于提钒固废硫酸钠生产硫化钠的方法，其特征在于，包括步骤：A：配料：称取固废硫酸钠、焦粉和硫化钡放入转炉中；B：焙烧：对步骤A所述的转炉加热，进行焙烧反应，生成碱渣和熔融状硫化钠；C：热化浸取：将步骤B所述的熔融状硫化钠转入热水中搅拌浸取，得到粗渣和一级硫化钠水溶液；D：除渣澄清：对步骤C所述的一级硫化钠水溶液静置，固液分离操作后，得到细渣和二级硫化钠水溶液；E:蒸发浓缩：将步骤D所述的二级硫化钠水溶液，蒸发浓缩，得到浓缩后的硫化钠水溶液。

【技术特征摘要】
1.一种基于提钒固废硫酸钠生产硫化钠的方法，其特征在于，包括步骤：A：配料：称取固废硫酸钠、焦粉和硫化钡放入转炉中；B：焙烧：对步骤A所述的转炉加热，进行焙烧反应，生成碱渣和熔融状硫化钠；C：热化浸取：将步骤B所述的熔融状硫化钠转入热水中搅拌浸取，得到粗渣和一级硫化钠水溶液；D：除渣澄清：对步骤C所述的一级硫化钠水溶液静置，固液分离操作后，得到细渣和二级硫化钠水溶液；E:蒸发浓缩：将步骤D所述的二级硫化钠水溶液，蒸发浓缩，得到浓缩后的硫化钠水溶液。2.根据权利要求1所述的基于提钒固废硫酸钠生产硫化钠的方法，其特征在于，还包括步骤F，F：结晶：将步骤E得到的浓缩后的硫化钠溶液冷却结晶，得到固体硫化钠。3.根据权利要求1所述的基于提钒固废硫酸钠生产硫化钠的方法，其特征在于，所述焦粉的粒径小于1mm。4.根据权利要求1所述的基于提钒固废硫酸钠生产硫化钠的方法，其特征在于，所述步骤B采用煤气对所述转炉进行加热，所述加热的温度为850-1100℃，焙烧时间为80-90min。5.根据权利要求1所述的基于提钒固废硫酸钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵成刚，
申请(专利权)人：攀枝花市博信化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51