一种利用硫酸钠制备液碱联产硫和氢气的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用硫酸钠制备液碱联产硫和氢气的方法，属于无机化合物或非金属的电解生产技术领域。包括如下步骤：(1)硫酸钠与炭混合形成反应前驱体；(2)所得反应前驱体于惰性气氛下经焙烧，使硫酸钠转化为硫化钠，得到焙烧产物；(3)将所得焙烧产物投入熔融态氯化钠‑氯化钾混合熔盐作为电解质，以液态金属铋作为阴极，接入阳极并进行电解；在阴极获得钠‑铋合金，在阳极获得硫单质；(4)将所得钠‑铋合金与水反应，使该合金中的钠反应得到液碱与氢气。本方法原料来源丰富且低廉，具有成本优势；工艺简单安全且无氯气生成，可减少环境污染风险；本发明专利技术可拓展至活泼金属储能间歇制氢方面，适用于放大生产，具备大规模生产潜力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无机化合物或非金属的电解生产，尤其涉及一种利用硫酸钠制备液碱联产硫和氢气的方法。

技术介绍

1、在冶金、染整、化学以及医药等行业每年消耗大量硫酸和钠碱，尤其近年锂产业急速发展，在碳酸锂生产过程中生成大量的芒硝(na2so4·10h2o)副产品亟待处理。据统计，近年废弃硫酸钠已突破1000万吨/年，而仅有约5％硫酸钠被二次利用。这是由于硫酸钠的需求量低、应用少、经济价值低以及处理困难被大量堆存，难以形成完整的处理链实现资源化。

2、目前，工业生产过程中通常以含硫酸钠的高盐废水为主。当前化工领域一直致力于“无废液排放”原则，所以多数厂家通常采用蒸发浓缩生产结晶硫酸钠或脱水硫酸钠。虽然生产的芒硝或无水硫酸钠被固化堆积免于环境排放，但随着逐渐累积以及工厂与环境的消纳能力有限，未来必将面对该问题。目前本领域对于废弃硫酸钠提出了一定的解决手段，包括硫酸钠制备纯碱工艺、硫酸钠电化学制备硫酸铵联产氢氧化钠以及硫酸钠作为金属提取焙烧剂等方案。

3、在过去的研究中，如何将硫酸钠转化为工业需求巨大的烧碱引起了广泛关注并开发了部分技术。例如公本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种利用硫酸钠制备液碱联产硫和氢气的方法，，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述硫酸钠与炭的摩尔比为1:4.5～6。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：电解后过滤熔融态氯化钠-氯化钾混合熔盐，回收得到炭，用于硫酸钠的还原。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，所述焙烧的温度为750～800℃，处理时间为2～4h。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，硫化钠投入量不高于氯化钠-氯化钾混合熔盐混合熔盐总质量的5wt.％。

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【技术特征摘要】

1.一种利用硫酸钠制备液碱联产硫和氢气的方法，，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述硫酸钠与炭的摩尔比为1:4.5～6。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：电解后过滤熔融态氯化钠-氯化钾混合熔盐，回收得到炭，用于硫酸钠的还原。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，所述焙烧的温度为750～800℃，处理时间为2～4h。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，硫化钠投入量不高于氯化钠-氯化钾混合熔盐混合熔盐总质量的5wt.％。

6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹华意，王洪亚，周风银，蔡牧涯，赵晶晶，王丹凤，汪的华，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：