【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及制碱及二次资源利用领域，特别涉及一种硫酸钠制碱废液综合利用方法。
技术介绍
1、硫酸钠是一种无机化合物，其十水合物又名叫芒硝、无水物称为元明粉。硫酸钠是许多冶金及化工行业生产过程形成的产量巨大的副产品。目前，硫酸钠的市场需求量有限，且又缺乏其经济有效的综合利用的方法。随着国家对环保治理要求的提高，许多企业环保治理过程产生的硫酸钠堆积如山，库满为患，苦不堪言。而在众多医药、化工等领域中，硫酸钠常被作为副产品生产出来，如在煤化工领域中的分盐结晶工艺、制药领域中的盐析分离工艺等，都会产生大量的硫酸钠副产品，另外无水硫酸钠也常被作为干燥剂、脱水剂，使用后也会产生大量含结晶水的硫酸钠，因此，有大量的硫酸钠固废或废液待需处理。
2、我国目前针对硫酸钠的利用多数为制备无水硫酸钠或元明粉等产品进行出售，但是近些年硫酸钠市场价格屡创新低。将硫酸钠转换为更具有市场前景的产品具有非常重要的意义。目前实际工业中对于硫酸钠的转化手段少，下游产业规模小而散，大量的硫酸钠固废或废液被堆存，从而造成硫酸钠资源的严重浪费。将硫酸钠代替氯化钠采用氨碱法制碱被证明是可行的办法，但受限于硫酸钠与碳铵反应转化率低以及制碱废液利用两个方面的技术限制，仍然无法大规模的工业应用。其中，硫酸钠与碳铵反应转化率低可以采用自循环工艺有效解决，而制碱废液的利用仍然是待解决的重要问题。
3、制碱废液中主要含有碳酸氢钠和硫酸铵两种物质，目前有研究指出，采用相图原理或低温结晶的方法实现废液中碳酸氢钠和硫酸铵的分离，但是这些方法都存在着成本高昂、工艺复杂
4、因此，本专利技术设计了一种硫酸钠制碱废液综合利用方法。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种硫酸钠制碱废液综合利用方法，其目的是为了解决
技术介绍
存在的上述问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术的实施例提供了一种硫酸钠制碱废液综合利用方法，本专利技术以高值化利用硫酸钠制碱废液和氨循环为出发点，提出了硫酸钠制碱废液的氢氧化钙分段苛化工艺，利用氢氧化钙苛化性质将废液中铵全部转换为氨气实现氨的高效循环利用，同时根据氢氧化钙与碳酸氢根离子和硫酸根离子的沉淀反应动力学的不同，实现废液中碳酸氢钠和硫酸铵的高效分离和利用。最终实现了硫酸钠制碱废液制备高纯细粒度碳酸钙、钙基建筑材料和高纯硫酸钠三种产品以及废液中的氨的高效循环利用。
3、本专利技术的实施例提供了一种硫酸钠制碱废液综合利用方法，包括如下步骤：
4、s1：取硫酸钠制碱废液，加入氢氧化钙粉末进行第一段苛化反应，过滤，获得滤渣和第一段苛化液；
5、s2：将所述第一段苛化液用浓硫酸调节ph值，再加入氢氧化钙粉末进行第二段苛化反应，过滤，获得滤渣和第二段苛化液。
6、优选地，步骤s1中，硫酸钠制碱废液中碳酸氢钠为饱和浓度，受溶液中其他物质浓度的影响，一般在7.81～9.32g/100ml，硫酸铵浓度为4.8～43.3g/100ml；氢氧化钙的加入量为硫酸钠制碱废液中碳酸氢根离子完全沉淀所需要理论量，即加入与溶液中碳酸氢钠摩尔质量的1:1的反应量。
7、优选地，步骤s1中，苛化时间5～20min，苛化温度25～35℃，反应搅拌速度200～400rpm。
8、优选地，步骤s1中，滤渣经200目湿法筛分并干燥，得到+200目碳酸钙和硫酸钙可作为钙基建筑材料中的原料，-200目高纯细粒碳酸钙。
9、优选地，步骤s2中，氢氧化钙的加入量为硫酸钠制碱废液中硫酸根离子完全沉淀所需要理论量，即加入与溶液中硫酸铵摩尔质量的1:1的反应量。
10、优选地，步骤s2中，ph值为8～8.5；苛化时间5～20min，苛化温度25～35℃，反应搅拌速度200～400rpm。
11、优选地，步骤s2中，滤渣经干燥得到碳酸钙、硫酸钙和氢氧化钙，可作为钙基建筑材料中的原料。
12、优选地，干燥温度为60～100℃，干燥时间为12～24h。
13、优选地，所述第二段苛化液为硫酸钠溶液，可作为制碱工艺中的原料。
14、优选地，还包括步骤s3：将所述第二段苛化液蒸发结晶，以使得硫酸钠制碱废液中铵根离子全部转换为氨气，得到高纯度的硫酸钠。
15、本专利技术的上述方案有如下的有益效果：
16、(1)本专利技术利用氢氧化钙的苛化性质，对硫酸钠制碱废液进行分段苛化，制备出了高纯细粒度碳酸钙和钙基建筑材料，实现了废液中碳酸氢根离子和硫酸根离子高值化利用，提高经济效益；根据实际工业要求，制备得到硫酸钠溶液可以通过循环制碱流程或通过蒸发结晶工序开口得到高纯的硫酸钠固体；通过分段苛化工艺以及蒸发结晶流程，将制碱废液中的铵全部变成氨，可以实现氨的高效循环，降低硫酸钠制碱工艺的成本；
17、(2)本专利技术所需设备少，工艺流程简单，适应性强，并且后续可针对第一段苛化产物碳酸钙进行晶型粒度方面的调控，进一步提高产品的价值。
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1.一种硫酸钠制碱废液综合利用方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种硫酸钠制碱废液综合利用方法，其特征在于，步骤S1中，硫酸钠制碱废液中碳酸氢钠的饱和浓度为7.81～9.32g/100mL，硫酸铵浓度为4.8～43.3g/100mL；氢氧化钙的加入量与溶液中碳酸氢钠摩尔质量比为1:1。
3.根据权利要求1所述的一种硫酸钠制碱废液综合利用方法，其特征在于，步骤S1中，苛化时间5～20min，苛化温度25～35℃，反应搅拌速度200～400rpm。
4.根据权利要求1所述的一种硫酸钠制碱废液综合利用方法，其特征在于，步骤S1中，滤渣经200目湿法筛分并干燥，得到+200目碳酸钙和硫酸钙可作为钙基建筑材料中的原料，-200目高纯细粒碳酸钙。
5.根据权利要求1所述的一种硫酸钠制碱废液综合利用方法，其特征在于，步骤S2中，氢氧化钙的加入量与溶液中硫酸铵摩尔质量比为1:1。
6.根据权利要求1所述的一种硫酸钠制碱废液综合利用方法，其特征在于，步骤S2中，pH值为8～8.5；苛化时间5～20min，苛化温度2
7.根据权利要求1所述的一种硫酸钠制碱废液综合利用方法，其特征在于，步骤S2中，滤渣经干燥得到碳酸钙、硫酸钙和氢氧化钙，可作为钙基建筑材料中的原料。
8.根据权利要求4或7所述的一种硫酸钠制碱废液综合利用方法，其特征在于，干燥温度为60～100℃，干燥时间为12～24h。
9.根据权利要求1所述的一种硫酸钠制碱废液综合利用方法，其特征在于，所述第二段苛化液为硫酸钠溶液，可作为制碱工艺中的原料。
10.根据权利要求1所述的一种硫酸钠制碱废液综合利用方法，其特征在于，还包括步骤S3：将所述第二段苛化液蒸发结晶，以使得硫酸钠制碱废液中铵根离子全部转换为氨气，得到高纯度的硫酸钠。
...【技术特征摘要】
1.一种硫酸钠制碱废液综合利用方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种硫酸钠制碱废液综合利用方法，其特征在于，步骤s1中，硫酸钠制碱废液中碳酸氢钠的饱和浓度为7.81～9.32g/100ml，硫酸铵浓度为4.8～43.3g/100ml；氢氧化钙的加入量与溶液中碳酸氢钠摩尔质量比为1:1。
3.根据权利要求1所述的一种硫酸钠制碱废液综合利用方法，其特征在于，步骤s1中，苛化时间5～20min，苛化温度25～35℃，反应搅拌速度200～400rpm。
4.根据权利要求1所述的一种硫酸钠制碱废液综合利用方法，其特征在于，步骤s1中，滤渣经200目湿法筛分并干燥，得到+200目碳酸钙和硫酸钙可作为钙基建筑材料中的原料，-200目高纯细粒碳酸钙。
5.根据权利要求1所述的一种硫酸钠制碱废液综合利用方法，其特征在于，步骤s2中，氢氧化钙的加入量与溶液中硫酸铵摩尔质量...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘琨，王鑫，金胜明，张治安，赖延清，杨亚辉，崔葵馨，常兴华，谢超，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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