一种含铬及硫代硫酸钠的硫酸钠溶液的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种含铬及硫代硫酸钠的硫酸钠溶液的处理方法，包括以下步骤：进行预处理，包括对含铬及硫代硫酸钠溶液进行除硫代硫酸钠、除铬、阳离子离子交换树脂吸附；双极膜电渗析：通过双极膜电渗析再生酸、碱；稀硫酸钠溶液循环利用。本发明专利技术提供了一种含铬及硫代硫酸钠的硫酸钠溶液的处理方法，为铬盐行业处理含铬硫酸钠提供一种新思路，该技术可将含铬芒硝资源化利用，同时减少硫酸引入量及含铬芒硝的生产。生产。生产。

【技术实现步骤摘要】
一种含铬及硫代硫酸钠的硫酸钠溶液的处理方法


[0001]本专利技术属于无机盐生产
，更具体地说，本专利技术涉及一种含铬及硫代硫酸钠的硫酸钠溶液的处理方法。

技术介绍

[0002]在铬盐生产行业中，副产大量硫酸钠盐水，被称为副产盐水，最后形成大量含铬芒硝，严重影响行业发展以及环境保护，急需新的处理方式或将其资源化处理。目前国内处理含铬芒硝的方法有以下几种。
[0003]制取元明粉法，即通过溶解、除铬、蒸发结晶后得到元明粉，但由于含有微量铬，市场容量较小，经济效益差。
[0004]制取硫化碱法，这是行业内处理含铬芒硝的主要方法，其工艺相对简单，对铬含没有要求，但资源利用率较低，尾气难以处理，且处理量及经济效益有限。
[0005]制备硫酸钾法，硫酸钾可作为农业肥料的主要原材料。但由于其工艺复杂，且含铬硫酸钾的市场容量较小，其经济效益并不显著。
[0006]干法芒硝制纯碱法是用水煤气作为还原剂，一步直接将芒硝还原成纯碱，而同时得到的副产物硫化氢气体可经过燃烧制得硫磺，该法工艺较为简单，但产品应用范围较小，制备高纯产品仍需再进行蒸发结晶等工序成本较高。
[0007]联合制碱侯氏制碱法类似，先将氨水碳酸化，再与芒硝溶液在塔内进行反应生成碳酸氢钠，经煅烧制的纯碱，母液经冷冻结晶、蒸发浓缩得到硫酸铵产品，残液可循环利用，但该法钠利用率低，工艺较为复杂，需要低温冷冻设备、投资较大。
[0008]有机胺法采用硫酸钠和六亚甲基亚胺进行碳酸化反应制得碳酸氢钠，再经洗涤、煅烧制得纯碱，该法生产工艺简单，但有机胺难于回收，生产成本较高。
[0009]综上所述，现有处理含铬芒硝的处理工艺中，从实用性、经济性等方面均在一定缺陷，主要表现在经济效益较低，处理量较小等问题，还不能解决铬盐行业大量堆积含铬芒硝的问题。因此急需一种能大规模的，具有一定经济效益、处理量较大的处理含铬芒硝的处理工艺，以实现铬盐行业含铬芒硝资源高效利用。

技术实现思路

[0010]本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
[0011]为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种含铬及硫代硫酸钠的硫酸钠溶液的处理方法，其先对含铬及硫代硫酸钠的硫酸钠溶液进行预处理，包括除硫代硫酸钠、除铬、阳离子离子交换树脂吸附去除金属阳离子，通过双极膜电渗析得到酸、碱和稀硫酸钠溶液，对得到的稀硫酸钠溶液进行循环利用。
[0012]优选的是，其中，含铬及硫代硫酸钠的硫酸钠溶液的处理方法主要包括以下步骤：
[0013]步骤一、向含铬及硫代硫酸钠的硫酸钠溶液(即副产盐水)中加入酸，调节pH，酸性
条件下硫代硫酸钠将六价铬还原为三价铬，过量硫代硫酸钠发生歧化反应，生成硫单质及二氧化硫气体，气体用稀碱溶液进行尾气吸收处理，反应一定时间后得到溶液；向溶液中加入适量酸，调节pH后，向其中加入一定量的氧化剂，将残存的硫代硫酸钠、亚硫酸钠氧化成硫酸钠，完全反应后，固液分离得到溶液A及单质硫固体，采用物理或化学方法促进反应效果
[0014]步骤二、向步骤一所得溶液A中加入适量碱，调节pH，将Fe
3+
、Cr
3+
转化为氢氧化物沉淀，保温一定时间，固液分离得到溶液B及固体，固体返回铬盐焙烧系统回收利用铬资源；
[0015]步骤三、将步骤二所得溶液B通过阳离子离子交换树脂吸附，得到去除二价及二价以上金属阳离子的溶液C，阳离子离子交换树脂失活后用氯化氢溶液和氢氧化钠溶液进行再次活化后重复使用；
[0016]步骤四、将步骤三所得溶液C在直流电场下进行双极膜电渗析得到酸、碱及稀硫酸钠溶液；
[0017]步骤五、稀硫酸钠溶液循环利用：将稀硫酸钠溶液浓缩后进入步骤四进行双极膜电渗析；或与含低铬、硫代硫酸的钠硫酸钠溶液混合后进入步骤一；或用于溶解芒硝后与含低铬、硫代硫酸的钠硫酸钠溶液混合后进入步骤一进行循环利用。
[0018]优选的是，其中，所述硫酸钠溶液为包括六价铬、硫代硫酸钠、二价及以上金属阳离子的硫酸钠溶液，其中硫酸钠摩尔浓度为1.5～2.5mol/L，Cr
6+
浓度为0.01～30g/L，硫代硫酸钠浓度为1～50g/L，其他金属阳离子包括Ca
2+
、Mg
2+
、Fe
3+
的含量≥10ppm。
[0019]优选的是，其中，所述步骤一中，所述酸为硫酸、硫酸氢钠、亚硫酸，亚硫酸氢钠中的至少一种；
[0020]所述反应过程维持pH值范围为1.0～5.0，反应温度为15～60℃，反应时间10～60min；
[0021]所述氧化剂为过氧化氢、高铁酸钠、芬顿试剂、臭氧中的至少一种，氧化剂与硫代硫酸钠摩尔质量比为1:1～10，反应温度为15～60℃，完全反应时间为30～120min；
[0022]所述物理或化学方法包括超声波、搅拌中的至少一种。
[0023]优选的是，其中，所述步骤二中，所述碱为氢氧化钠、氧化钠中的至少一种。
[0024]优选的是，其中，所述步骤二中，加入适量碱调节溶液A的pH值范围为7.0～8.5，保温温度为40～70℃，保温时间30～90min。
[0025]优选的是，其中，所述步骤三中，所述二价及以上金属阳离子包括Ca
2+
、Mg
2+
、Fe
3+
、Cr
3+
，其中二价及以上阳离子总含量≤1ppm；
[0026]使用的氯化氢溶液质量浓度为1～10％，氢氧化钠溶液质量浓度为1～10％。
[0027]优选的是，其中，所述步骤一和步骤二中，固液分离方式为带滤、板框过滤、精密过滤方式中的一种或多种，固液分离后总悬浮固体TSS含量≤0.1ppm。
[0028]优选的是，其中，所述步骤四中，所述直流电场电流密度为250～800A/m2，电压50～70V；
[0029]所述双极膜电渗析得到的酸溶液摩尔浓度为0.8～1.2mol/L，碱溶液摩尔浓度为1.6～2.4mol/L。
[0030]优选的是，其中，所述步骤五中，稀硫酸钠溶液的浓缩方式包括蒸发浓缩、减压蒸发浓缩或膜渗透浓缩中的一种，通过浓缩提升稀硫酸钠溶液摩尔浓度至1.5～2.5mol/L。
[0031]本专利技术至少包括以下有益效果：
[0032](1)、通过本专利技术公开的含铬及硫代硫酸钠的硫酸钠溶液的处理方法，硫酸钠通过双极膜电渗析生成硫酸和氢氧化钠，用于铬盐生产工艺，同时回收利用其中含铬资源，达到了含铬废水最大资源化利用。
[0033](2)、本专利技术提供的处理方法工艺简单，处理成本较低，处理量大，可以实现资源综合利用与含铬废水零排放。
[0034]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0035]图1为本专利技术提供的含铬及硫代硫酸钠本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含铬及硫代硫酸钠的硫酸钠溶液的处理方法，其特征在于，其先对含铬及硫代硫酸钠的硫酸钠溶液进行预处理，包括除硫代硫酸钠、除铬、阳离子离子交换树脂吸附去除金属阳离子，通过双极膜电渗析得到酸、碱和稀硫酸钠溶液，对得到的稀硫酸钠溶液进行循环利用。2.如权利要求1所述的含铬及硫代硫酸钠的硫酸钠溶液的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、向含铬及硫代硫酸钠的硫酸钠溶液中加入酸，调节pH，反应一定时间后得到溶液，生成的气体用稀碱溶液进行尾气吸收处理；向溶液中加入酸调节pH，向其中加入氧化剂，完全反应后，固液分离得到溶液A及单质硫固体；步骤二、向步骤一所得溶液A中加入碱，调节pH，保温一定时间，固液分离得到溶液B及固体，固体返回铬盐焙烧系统回收利用铬资源；步骤三、将步骤二所得溶液B通过阳离子离子交换树脂吸附，得到去除二价及二价以上金属阳离子的溶液C，树脂失活后用氯化氢溶液和氢氧化钠溶液进行再次活化后重复使用；步骤四、将步骤三所得溶液C在直流电场下进行双极膜电渗析得到酸、碱及稀硫酸钠溶液；步骤五、将稀硫酸钠溶液浓缩后进入步骤四进行双极膜电渗析；或与含低铬、硫代硫酸的钠硫酸钠溶液混合后进入步骤一；或用于溶解芒硝后与含低铬、硫代硫酸的钠硫酸钠溶液混合后进入步骤一进行循环利用。3.如权利要求2所述的含铬及硫代硫酸钠的硫酸钠溶液的处理方法，其特征在于，所述硫酸钠溶液为包括六价铬、硫代硫酸钠、二价及以上金属阳离子的硫酸钠溶液，其中硫酸钠摩尔浓度为1.5～2.5mol/L，Cr
6+
浓度为0.01～30g/L，硫代硫酸钠浓度为1～50g/L，其他金属阳离子包括Ca
2+
、Mg
2+
、Fe
3+
的含量≥10ppm。4.如权利要求2所述的含铬及硫代硫酸钠的硫酸钠溶液的处理方法，其特征在于，所述步骤一中，所述酸为硫酸、硫酸氢钠、亚硫酸，亚硫酸氢钠中的至少一种；所述反应过程维持p...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖棱，胡应伟，冷建军，蒲青松，谢友才，唐双全，朱波，陈婷，
申请(专利权)人：绵阳市安剑皮革化工有限公司，
类型：发明
国别省市：