一种重铬酸钠闭路循环制备氯酸钠的清洁生产方法技术

本发明专利技术公开了一种重铬酸钠闭路循环制备氯酸钠的清洁生产方法，该方法提出了氯酸钠生产工艺中重铬酸钠闭路循环清洁生产技术，实现了无铬渣排放的氯酸钠清洁生产。采用陶瓷膜过滤技术，提出了“化盐—双碱预处理—陶瓷膜—氯化钡法预处理—回收硫酸钡—陶瓷膜—电解—结晶—电解”清洁生产工艺，使进入电解槽中的盐水中NaCl≥300g/L，而Ca2+、Mg2+、SO42-及Ba2+含量符合电解要求，结晶后的母液中SO42-含量低于1mg/L，无须进行母液处理，可直接进行电解，从而杜绝了铬渣的产生。本发明专利技术提出的氯酸钠生产工艺中重铬酸钠闭路循环清洁生产技术，既没有铬盐泥的排放又节省了宝贵的铬资源，解决了氯酸钠厂六价铬的排放问题，产生一定的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，该方法提出了氯酸钠生产工艺中重铬酸钠闭路循环清洁生产技术，实现了无铬渣排放的氯酸钠清洁生产。采用陶瓷膜过滤技术，提出了“化盐—双碱预处理—陶瓷膜—氯化钡法预处理—回收硫酸钡—陶瓷膜—电解—结晶—电解”清洁生产工艺，使进入电解槽中的盐水中NaCl≥300g/L，而Ca2+、Mg2+、SO42-及Ba2+含量符合电解要求，结晶后的母液中SO42-含量低于1mg/L，无须进行母液处理，可直接进行电解，从而杜绝了铬渣的产生。本专利技术提出的氯酸钠生产工艺中重铬酸钠闭路循环清洁生产技术，既没有铬盐泥的排放又节省了宝贵的铬资源，解决了氯酸钠厂六价铬的排放问题，产生一定的经济效益。【专利说明】
本专利技术涉及一种制备氯酸钠的生产方法，具体的涉及氯酸钠生产工艺中重铬酸钠闭路循环的清洁生产技术。
技术介绍
氯酸钠是一种重要的无机化工产品，在世界范围内的应用市场广泛。主要应用于造纸、消毒、饮用水处理、生产其它化工产品等领域。在国际上氯酸钠92%用作纸浆处理和饮用水处理的原料。目前全世界氯酸钠的产销量约为300万吨。氯酸钠的生产方法主要有化学法和电解法。化学法是以石灰为原料，将石灰制成石灰乳，然后氯化。在析出了氯化钙结晶后的氯酸钙溶液中，加入硫酸钠或碳酸钠进行复分解反应，生成氯酸钠溶液和硫酸钠产品。但是化学法生产氯酸钠工艺流程长、设备多、占地面积大、操作环境差、生产成本高等原因，目前国内外氯酸钠生产均不采用这一方法。电解法是现在所有生产氯酸钠厂家都采用的生产工艺，其工艺过程大体包括盐水工序、电解工序和结晶干燥工序。其具体的说是以原盐或精制盐为原料，原盐需先制成饱和的粗卤水，然后加入纯碱、烧碱和氯化钡，除去粗盐水中的钙、镁及硫酸根离子，过滤得到的精制盐水加入重铬酸钠，盐酸，调节PH值后进行电解。电解得到氯酸钠溶液，经过脱次氯酸钠、结晶、分离和干燥得到结晶的氯酸钠成品。在电解生产工艺中，为了降低电解产物或中间产物在阴极的还原损耗，电解母液中需添加一定量的重铬酸钠作为阻止阴极还原的添加剂。如图1所示为目前国内电解法生产氯酸钠的工艺流程图。如图1所示原盐进入化盐系统制成粗盐水。进入盐水精制系统，当盐水达到电解要求时，进入电解系统进行电解，并在电解系统中加入重铬酸钠。电解完成后进入结晶系统，结晶后的母液进入脱硫酸根系统，在脱除母液中的硫酸根的同时，会有部分的六价铬和氯酸钠排出。脱硫酸根后母液在进入化盐系统，使得化盐系统的盐`水中也含有六价铬，从而导致整个生产工艺中都有六价铬污染；排出的盐泥中也会携带一部分的六价铬。并且为了满足氯酸钠的生产工艺的要求，需要不断地向电解系统中添加重铬酸钠。上述生产工艺末端所产生的六价铬盐泥会对环境，甚至人类造成巨大的伤害。铬盐泥如果露天堆放会抑制植物的生长，杀死水中微生物；会导致滑坡、泥石流等自然灾害。经过长时间的风吹日晒，铬渣中粉尘随风飞扬，会加重大气的污染，严重恶化大气环境。如果人体接触六价铬，可以引起皮肤过敏，皮肤和粘膜溃疡铬性湿疹；还会对口腔、食道和肠胃以及呼吸系统照成损害。综上所述，本专利技术提出的氯酸钠生产工艺中重铬酸钠闭路循环清洁生产技术，既没有铬盐泥的排放又节省了宝贵的铬资源，解决了氯酸钠厂六价铬的排放问题，产生一定的经济效益。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，该重铬酸钠闭路循环生产方法主要包括:化盐一双碱预处理一陶瓷膜一氯化钡法预处理一回收硫酸钡一陶瓷膜一电解一结晶一电解的清洁生产工艺方法。该方法两次应用陶瓷膜过滤，将盐泥分成两部分，一部分为钙镁盐泥；另一部分为硫酸钡，可以作为工业品加以利用；基于上述盐水精制的改进工艺，经过两次精制盐水的纯度高，不含有so42_及固体悬浮物。使得电解系统出来的母液以及结晶后的母液均不含有SO42-及固体悬浮物，无需脱除SO42及固体悬浮物。因此母液可直接进入电解系统，将含有六价铬的电解母液只在电解系统中进行闭路循环，实现了氯酸钠的清洁生产。为实现本专利技术的目的，采用如下技术方案:，包括如下步骤:A)将饱和粗盐水精制为待电解的盐水；B)步骤A)待电解的盐水与重铬酸钠混合，在电解系统中电解，电解之后经过结晶，得到氯酸钠固体，以及结晶母液；C)将步骤B)的结晶母液再返回电解系统中，使得结晶母液中的重铬酸钠闭路循环利用。所述的饱和粗盐水精制为待电解的盐水的精制方法，包括如下步骤:(I)制备饱和粗盐水；( 2 )向步骤(1)的饱和粗盐水中先后加入碳酸钠、 氢氧化钠，同饱和粗盐水中的钙、镁离子反应生成碳酸钙沉淀、氢氧化镁胶体，沉降后的盐水经管式陶瓷膜过滤系统过滤，得到一级精制盐水，所述的一级精制盐水中各成份含量为=NaCl的浓度>300g/L，Ca2+和Mg2+浓度和<5mg/L，S042_的浓度为0.5~1.5g/L，不含水不溶物；(3)将步骤(2)产生的一级精制盐水用盐酸调节至pH在2— 5之间，向该盐水中加入氯化钡，使得盐水中S042_〈0.5mg/L ;沉降，所得上清液液溢流至下一个反应器中，所得沉淀物进行压滤，固体中BaSO4含量不小于95% ；(4)向步骤(3)中溢流出的盐水再加入碳酸钠，使盐水中Ba2+〈2mg/L ；(5)将步骤(4)中得到的盐水进入沉降池中进行沉降，所得沉淀物与盐酸反应，得到的氯化钡循环在步骤(3)使用；上清液经管式陶瓷膜过滤器，过滤后的盐水经浓盐酸调节PH调节至4~7之间，即得到待电解的盐水。本专利技术的重铬酸钠闭路循环制备氯酸钠的方法，电解时的盐水在精制过程中，将钙、镁离子以及硫酸根离子已经取出，Ca+2、Mg2+的沉淀物可以作为一般工业垃圾处理，不会对环境造成影响；而S042_通过先加入过量的BaCl2，再加入Na2CO3去除过量的BaCl2，经过盐酸处理后得到NaCUBaCl2，可以返回步骤(3)循环利用，同时，得到工业沉淀硫酸钡，增加了企业的效益，相应的降低了生产成本。另外，本专利技术的方法中，电解系统中的盐水，已经将粗盐水中的硫酸根离子去除，提高了电流效率，且降低结晶温度，提高了氯酸钠结晶效率以及产品的纯度等；精制盐水电解后，结晶过程中的母液直接进入电解系统，充分的循环利用铬资源，无铬盐泥的产生，解决了排放有毒铬化合物的问题。在现有技术中制备氯酸钠的过程中，参见附图1，在电解系统中，盐水中的硫酸根没有去除，硫酸根的存在阻碍氯离子放电，促使氢氧根离子放电产生氧气，降低了电流效率，消耗电能，同时，阳极的腐蚀加快，且在氯酸钠结晶过程中，需要维持在60°C以上，如果低于该温度，产品氯酸钠中常会掺杂Na2SO4.12H20，降低了产品的纯度，且能耗也升高，相应生产成本偏高。另外，为了去除结晶母液中的硫酸根，母液需要加入其他盐，产生沉淀物硫酸盐以及铬盐，一方面，即使经过处理的母液，在循环利用溶解原料盐，粗盐水中也会含有六价铬，另一方面，沉淀物硫酸盐和有毒铬盐的排放也是个问题。相对现有技术，本专利技术的技术方案能将其上述缺陷克服，生产成本低、生产工艺不会有有害物质排出、且充分利用了副产物以及实现了重铬酸钠的闭路循环，杜绝了铬盐泥的产生。在步骤(1)中，利用工业生产中的含盐废水或/和其他可再利用的废水溶解粗盐，得到饱和粗盐水，所述的含盐废水不含有机物、S、P、N等。在步骤(2)中，向饱和粗盐水中一次本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张永锋，崔景东，李春萍，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：