一种氯酸钠芒硝脱铬工艺制造技术

本发明专利技术公开一种氯酸钠芒硝脱铬工艺，该工艺由联合脱硝纳滤系统、联合冷冻结晶系统、低温逆流洗涤脱铬系统、芒硝加热溶解槽、树脂脱铬再生系统、脱硝纳滤系统、冷冻结晶系统组成，从氯酸钠系统来的含重铬酸钠母液、从氯碱系统来的淡盐水脱硝透过液通过本发明专利技术工艺获得含重铬酸钠0.05~0.1ppm、晶体颗粒300~400μm的芒硝晶体产品，重铬酸钠脱除率99.99%，回收的重铬酸钠与氯酸钠返回氯酸钠化盐系统，除在树脂再生塔加氢氧化钠脱铬后再加盐酸调节芒硝溶液pH值外，无其它外加化学药剂，所述铬为重铬酸钠、脱铬为脱重铬酸钠。脱铬为脱重铬酸钠。

【技术实现步骤摘要】
一种氯酸钠芒硝脱铬工艺


[0001]本专利技术属于氯酸钠生产工艺
，涉及一种氯酸钠芒硝脱铬工艺。本专利技术所述铬为重铬酸钠、脱铬为脱重铬酸钠、固液比单位为kg/L。

技术介绍

[0002]氯酸钠生产过程中，原盐带入的硫酸钠与电解液中氯化钠存在同离子效应，会让氯化钠在蒸发结晶中析出，造成氯酸钠产品中氯离子过高，因此在氯酸钠生产过程中需要脱除原盐中带入的硫酸钠，俗称脱硝，现有钙/钡法化学除硝和膜法脱硝两种工艺。在氯酸钠生产的电解工序中，为了抑制副反应的产生和保护阴极，在进入电解槽的盐水溶液中，通常加入一定量的重铬酸钠以生成并维持氯酸钠电解系统电槽中的铁阴极上钝化铬膜的平衡稳定。本专利是基于氯碱和氯酸钠膜法脱硝产生的芒硝脱重铬酸钠（简称“脱铬”）工艺。
[0003]专利CN202110549522加水溶解氯酸钠冷冻结晶系统的结晶物，形成含重铬酸钠的饱和芒硝水溶液，进入脱铬槽，加盐酸调节其pH值至1～2，再加亚硫酸钠把其中的氯酸钠还原为氯化钠、重铬酸钠还原为三氯化铬，再加氢氧化钠将三氯化铬沉淀为氢氧化铬，最后离心机离心分离出氢氧化铬沉淀，离心机出来的母液即为除重铬酸钠后的饱和芒硝水溶液。但该专利化学脱铬工艺还存在如下问题：（1）外加水、化学物质增加了氯酸钠蒸发结晶系统的蒸发负荷；（2）未经前置除铬，导致需要加入的亚硫酸钠用量较大，增加了氯酸钠系统的硫酸钠带入量；（3）仍需要加入氢氧化钠沉淀出氢氧化铬，沉淀完全程度影响铬的回收，且无法获得较低铬浓度的芒硝；（4）芒硝水溶液中含有的氯酸钠被亚氯酸钠还原，在增加亚氯酸钠消耗的同时，还消耗了氯酸钠产品。
[0004]郭淑芬（氯酸钠生产中母液处理工艺研究[J].无机盐工业,2012,44(10):37
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38）采用间歇循环式树脂处理氯酸钠母液方式通过树脂吸附除铬，最终出液中铬质量浓度为0.55 mg/l，但还存在如下问题：（1）未将脱硝前置，直接将全部母液进行树脂脱铬，处理负荷高，树脂易饱和，需频繁再生；（2）因为氯酸钠母液中铬质量浓度高达2.5g/l，大大超过了树脂的进液要求，其装置无法实现连续除铬，只能间歇循环式处理，效率低；（3）未采用氯碱和氯酸钠联合脱硝方式，进入除铬系统氯酸钠母液量大，氯酸钠浓度450~600g/L，氧化性极强，树脂和纳滤膜都无法长期稳定运行。
[0005]付君健（含重铬酸钠芒硝的综合利用方案[D].重庆大学，2012）采用20℃饱和硫酸钠溶液对含重铬酸钠芒硝洗涤脱铬，间歇循环洗涤式，连续多次外加饱和硫酸钠溶液洗涤可实现86%的铬脱除率，但还存在以下问题：（1）加入的饱和硫酸钠溶液洗涤脱铬后，又回到芒硝结晶工段进行脱硝处理，增加了脱硝负荷，且脱硝后的铬仍需去除，又增加饱和芒硝溶液对含重铬酸钠芒硝的洗涤量，形成恶性循环；（2）外加饱和硫酸钠，实际上是增加了氯酸钠系统带入水量，破坏了系统水平衡，不利于装置优化运行；（3）固液比过高时，芒硝和饱和硫酸钠放热固化，使搅拌无法进行，导致不得不降低固液比，需增加饱和芒硝溶液洗涤液，增加洗涤液中硫酸钠再处理负荷；（4）20℃常温洗涤，饱和硫酸钠溶液密度1.27 g/ml，硫酸钠浓度195g/l，同样固液比洗涤情况下大量硫酸钠返回芒硝结晶工序重复除硝；（5）采用的
5:4的固液比一次洗涤仅适用于洗涤含重铬酸钠质量浓度0.6%以上的芒硝，但洗涤液中重铬酸钠浓度过高，不利于芒硝中铬析出，且芒硝固体内部的重铬酸钠无法洗涤出来，脱重铬酸钠效率只是86%。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是提供一种高效低成本的氯酸钠芒硝脱铬工艺。为解决上述问题，本专利技术提出一种氯酸钠芒硝脱铬工艺，详见图1、图2工艺流程及附图工艺流程说明，本专利技术工艺脱铬率99.99%，得到含重铬酸钠0.05~0.1ppm、晶体颗粒300~400μm的芒硝晶体产品。
[0007]一种氯酸钠芒硝脱铬的工艺由联合脱硝纳滤系统、联合冷冻结晶系统、低温逆流洗涤脱铬系统、芒硝加热溶解槽、树脂脱铬再生系统、脱硝纳滤系统、冷冻结晶系统组成，从氯酸钠系统来的含重铬酸钠母液、从氯碱系统来的淡盐水脱硝透过液混合后一起通过联合脱硝纳滤系统脱硝，脱硝后的含重铬酸钠浓缩液进入联合冷冻结晶系统冷冻结晶，离心分离得到的含重铬酸钠芒硝晶体进入低温逆流洗涤脱铬系统，经氯碱淡盐水脱硝透过液通过三级脱铬洗涤后得到低铬芒硝晶体，进入芒硝加热溶解槽，通入脱硝纳滤系统的部分透过液，在30~35 ℃加热溶解成极低铬芒硝溶液，再进一步通过树脂脱铬再生系统的树脂塔中的树脂吸附脱铬，得到芒硝溶液，加入盐酸调节其pH值5
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8后，和冷冻结晶系统来的结晶母液和离心清液一起去脱硝纳滤系统脱硝，脱硝纳滤系统出来的脱硝浓硝液去冷冻结晶系统在
‑
5~0℃冷冻结晶，离心分离后得到芒硝晶体；脱硝纳滤系统出来的透过液返至芒硝加热溶解槽，脱硝纳滤系统透过液的富余部分、联合冷冻结晶系统的离心母液、低温逆流洗涤脱铬系统的三级脱铬液一起返回联合脱硝纳滤系统脱硝；联合脱硝纳滤系统出来的联合脱硝透过液与树脂脱铬再生系统过来的碱性重铬酸钠溶液一起去氯酸钠化盐系统，回收其中的重铬酸钠与氯酸钠；所述联合脱硝纳滤系统采用聚酰胺复合纳滤膜脱硝，即将氯酸钠含重铬酸钠母液、氯碱淡盐水脱硝透过液、脱硝纳滤系统透过液的富余部分、联合冷冻结晶系统芒硝冷冻结晶母液和离心清液、低温逆流洗涤脱铬系统的三级脱铬液一起混合，通过纳滤膜脱硝，将混合液中90%的硫酸钠截留浓缩为含氯化钠175~209 g/L、硫酸钠40~60 g/L、氯酸钠20~110 g/L，重铬酸钠0.013~1.6 g/L的含重铬酸钠浓硝液，其透过液含氯化钠175~209 g/L、硫酸钠0.08~0.6 g/L、氯酸钠20~110 g/L、重铬酸钠0.004~0.17g/L；所述联合冷冻结晶系统通过连续冷冻结晶方式，将上述含重铬酸钠浓硝液在外置循环液列管式换热器通过冷冻盐水降温到
‑
5~0℃后形成芒硝结晶，离心分离后得到含重铬酸钠质量百分数0.63~0.65%的含重铬酸钠芒硝晶体送往低温逆流洗涤脱铬系统，其结晶母液和离心清液返送联合脱硝纳滤系统；所述低温逆流洗涤脱铬系统是由三台洗涤、抽滤二合一釜串联组成，并实行如下三级变温逆流洗涤工艺：
①
一级洗涤：用氯碱淡盐水脱硝透过液在一级搅拌洗涤抽滤二合一釜中以固液比5:3.5~3.7搅拌洗涤来自二级洗涤抽滤排出的含重铬酸钠质量百分数0.18~0.33%的芒硝晶体，搅拌速度110~130rpm，洗涤温度25~30℃，洗涤时间20~30分钟，抽滤得到含重铬酸钠质量百分数0.03~0.05%的含重铬酸钠芒硝晶体，再进入芒硝加热溶解槽，抽滤后的一级脱铬液进入一级脱铬液受槽；因氯碱淡盐水脱硝透过液温度30~35℃，硫酸钠含
量0.7~1.5 g/L，一级搅拌二合一釜中的一部分芒硝晶体溶解成300~400 g/L的饱和硫酸钠溶液，芒硝晶体内部的重铬酸钠得以进入洗涤液中；
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二级洗涤：用一级脱铬液受槽中的饱和硫酸钠溶液在二级搅拌洗涤抽滤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氯酸钠芒硝脱铬工艺，其特征是：一种氯酸钠芒硝脱铬工艺由联合脱硝纳滤系统、联合冷冻结晶系统、低温逆流洗涤脱铬系统、芒硝加热溶解槽、树脂脱铬再生系统、脱硝纳滤系统、冷冻结晶系统组成；从氯酸钠系统来的含重铬酸钠母液、从氯碱系统来的淡盐水脱硝透过液混合后一起通过联合脱硝纳滤系统脱硝，脱硝后的含重铬酸钠浓缩液进入联合冷冻结晶系统冷冻结晶，离心分离得到的含重铬酸钠芒硝晶体进入低温逆流洗涤脱铬系统，经氯碱淡盐水脱硝透过液通过三级脱铬洗涤后得到低铬芒硝晶体，进入芒硝加热溶解槽，通入脱硝纳滤系统的部分透过液，在30~35 ℃加热溶解成极低铬芒硝溶液，再进一步通过树脂脱铬再生系统的树脂塔中的树脂吸附脱铬，得到芒硝溶液，再加入盐酸调节其pH值5
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8后，和冷冻结晶系统来的结晶母液和离心清液一起去脱硝纳滤系统脱硝，脱硝纳滤系统出来的脱硝浓硝液去冷冻结晶系统在
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5~0℃冷冻结晶，离心分离后得到芒硝晶体；脱硝纳滤系统出来的透过液返至芒硝加热溶解槽，脱硝纳滤系统透过液的富余部分、联合冷冻结晶系统的离心母液、低温逆流洗涤脱铬系统的三级脱铬液一起返回联合脱硝纳滤系统脱硝；联合脱硝纳滤系统出来的联合脱硝透过液与树脂脱铬再生系统过来的碱性重铬酸钠溶液一起去氯酸钠化盐系统，回收其中的重铬酸钠与氯酸钠；所述联合脱硝纳滤系统采用聚酰胺复合纳滤膜脱硝，即将氯酸钠含重铬酸钠母液、氯碱淡盐水脱硝透过液、脱硝纳滤系统透过液的富余部分、联合冷冻结晶系统芒硝冷冻结晶母液和离心清液、低温逆流洗涤脱铬系统的三级脱铬液一起混合，通过纳滤膜脱硝，将混合液中90%的硫酸钠截留浓缩为含氯化钠175~209 g/L、硫酸钠40~60 g/L、氯酸钠20~110 g/L，重铬酸钠0.013~1.6 g/L的含重铬酸钠浓硝液，其透过液含氯化钠175~209 g/L、硫酸钠0.08~0.6 g/L、氯酸钠20~110 g/L、重铬酸钠0.004~0.17g/L；所述联合冷冻结晶系统通过连续冷冻结晶方式，将上述含重铬酸钠浓硝液在外置循环液列管式换热器通过冷冻盐水降温到
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5~0℃后形成芒硝结晶，离心分离后得到含重铬酸钠质量百分数0.63~0.65%的含重铬酸钠芒硝晶体送往低温逆流洗涤脱铬系统，其结晶母液和离心清液返送联合脱硝纳滤系统；所述低温逆流洗涤脱铬系统是由三台洗涤、抽滤二合一釜串联组成，并实行三级如下变温逆流洗涤工艺：
①
一级洗涤：用氯碱淡盐水脱硝透过液在一级搅拌洗涤抽滤二合一釜中以固液比5:3.5~3.7搅拌洗涤来自二级洗涤抽滤排出的含重铬酸钠质量百分数0.18~0.33%的芒硝晶体，搅拌速度110~130rpm，洗涤温度25~30℃，洗涤时间20~30分钟，抽滤得到含重铬酸钠质量百分数0.03~0.05%的含重铬酸钠芒硝晶体，再进入芒硝加热溶解槽，抽滤后的一级脱铬液进入一级脱铬液受槽；因氯碱淡盐水脱硝透过液温度30~35℃，硫酸钠含量0.7~1.5 g/L，一级搅拌二合一釜中的一部分芒硝晶体溶解成300~400 g/L的饱和硫酸钠溶液，芒硝晶体内部的重铬酸钠得以进入洗涤液中；
②
二级洗涤：用一级脱铬液受槽中的饱和硫酸钠溶液在二级搅拌洗涤抽滤二合一釜中以固液比5:3.5~3.7搅拌洗涤来自三级洗涤抽滤排出的含重铬酸钠质量百分数0...

【专利技术属性】
技术研发人员：易重庆，曹立祥，贺志旺，唐敏，周运来，张岸晗，潘振东，张海波，朱冬午，
申请(专利权)人：湖南恒光科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：