一种沉钒尾液蒸发出的副产盐提纯制备硫酸钠的方法技术

本发明专利技术公开了一种沉钒尾液蒸发出的副产盐提纯制备硫酸钠的方法，包括以下步骤：S1、将沉钒尾液蒸发出的副产盐破碎后过筛，去除部分杂质，然后将过筛后的副产盐投入饱和硫酸钠溶液中，升温至50－70℃搅拌洗涤；S2、搅拌洗涤后，静置分层，取上层液，然后再进行固液分离，合并分离后的液体和上层液，经过滤后返回原洗涤工序中继续使用，如此重复洗涤多次，得到洗涤后的固体，固体经干燥后即得。本发明专利技术利用纯物理洗涤的方法生产制备高纯度工业级的硫酸钠，其废水产生量少，能耗低，获得的硫酸钠产品的纯度在99.5wt％以上，铵离子含量低于0.064wt％，提高了硫酸钠产品的附加值，具有工艺简单、流程短、能耗低以及对环境友好的特点，具有实际应用推广前景。具有实际应用推广前景。具有实际应用推广前景。

【技术实现步骤摘要】
一种沉钒尾液蒸发出的副产盐提纯制备硫酸钠的方法


[0001]本专利技术涉及工业副产混合盐提纯回收
，特别涉及一种沉钒尾液蒸发出的副产盐提纯制备硫酸钠的方法。

技术介绍

[0002]目前钒湿法冶金工艺先以碳酸钠混合原料焙烧，浸出除杂后再加铵盐沉淀多钒酸铵，沉出多钒酸铵后的尾液中将会留存大量的钠离子、铵离子以及硫酸根离子，一般浓度大小为硫酸根＞钠离子＞铵离子＞氯离子。经蒸发结晶后的杂盐中主要组成为硫酸钠、硫酸铵、氯化钠(铵)。一般硫酸钠含量约为90％以上，硫酸铵约为5－8％。攀钢钒制片厂每年约有5万吨左右的副产盐产出，因市场应用范围狭窄，可能会有部分的杂盐堆存。而杂盐的堆存过程中，因运输等过程混入的机械杂质，在对其处置的后续程序中会造成额外的处理成本，另外，堆存时的渗滤液以及遇恶劣天气溶解入水的部分，会对周边环境造成一定的伤害，虽然杂盐不属于危废，但其体量巨大，中间又含有微量的钒、铬等金属离子，还是会产生一定的环境风险。如不及时处置，占据大量的土地堆置不说，随着处置难度的加大，其价值也会变低。因此，提出一种合理的处理方法势在必行。
[0003]目前这类副产盐的处理方式主要是用于生产硫化碱，四川神虹集团就是利用该副产盐来生产硫化钠，但是该产品的生产工艺以及尾气处理等方面对副产盐里的铁和铵离子要求较高，因此基于这类副产盐生产出来硫化钠并不符合国家标准，只能以企业标准外售，也基于这点因素，生产产家对副产盐工艺的要求也更高，这无形中也增加了副产盐的产出成本。此外，硫化碱工艺因其本身存在高能耗、高环境风险等因素导致其产品的附加值大大降低。因此，这类盐处置量的增加对企业来说只是节省了原料成本，却降低了产品品质，增加了环保处理成本(脱氨氮)，对市场来说，其产品的市场竞争力也在减弱。故该处置措施只能是一个补充，不能作为一个主流的处理方式。
[0004]此外，还有一种处理办法在专利号为CN109110783A的专利上被提及，就是利用硫酸钠的溶解度在不同温度下的差异，冷冻结晶出十水硫酸钠回到前面的饱和溶液中洗涤，剩余的低钠浓度溶液通过分步结晶蒸发得到硫酸铵。此方法在原理上的确具备可行性，但是因升温降温以及蒸发的能耗巨大，且返回的十水硫酸钠带回的结晶水多，无形中增加了水处理量；在分步结晶的过程中存在较难的工艺控制点，所以该方法还是存在明显的弊端，同时，制备得到的硫酸钠产品的纯度在98.1－98.8％之间，未达到高纯度的质量要求，产品附加值较低，而且，其制备的硫酸铵产品氮含量大于20.5％，可见硫酸铵产品中硫酸钠含量较高，没有达到充分回收硫酸钠的技术效果。

技术实现思路

[0005]本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种沉钒尾液蒸发出的副产盐提纯制备硫酸钠的方法，本专利技术采用钒湿法冶金副产盐为原料，利用纯物理洗涤的方法生产制备高纯度工业级的硫酸钠，具有工艺简单、流程短、能耗低以及环境友好的特点，具
有实际应用推广前景。
[0006]本专利技术采用的技术方案如下：一种沉钒尾液蒸发出的副产盐提纯制备硫酸钠的方法，包括以下步骤：
[0007]S1、将沉钒尾液蒸发出的副产盐破碎后过筛，去除部分杂质，然后将过筛后的副产盐按一定的固液质量比投入饱和硫酸钠溶液中，升温至50－70℃搅拌洗涤；
[0008]S2、搅拌洗涤后，静置分层，取上层液，然后再进行固液分离，合并分离后的液体和上层液，经过滤后返回原洗涤工序中继续使用，如此重复洗涤多次，得到洗涤后的固体，固体经干燥后即得到产品硫酸钠。
[0009]在本专利技术中，本专利技术利用的技术原理是：利用硫酸钠的饱和溶液不能再溶解硫酸钠而其他可溶性杂质能溶解的特点，使副产盐中的杂质溶解进溶液体系而达到提纯的目的。虽然该技术原理广泛应用于产品提纯
中，但是在本专利技术中，简单利用该技术原理是无法达到提纯预期的，或者说提纯效果较差，不能满足产品要求。具体地，专利技术人在应用该技术原理对副产盐进行提纯试验中发现，因硫酸钠在常温(25℃)下会与铵盐(硫酸铵)形成复盐，因此，如果是在常温下进行洗涤，铵盐是无法洗净的，试验数据显示，常温饱和硫酸钠溶液后多次洗涤后，干燥得到的硫酸钠产品中氨氮含量达到1.0％左右，导致产品附加值低。如果采用专利CN109110783A中的方式，先溶解再高温盐析，再降温结晶和蒸发浓缩，以此来分离硫酸钠和硫酸铵，则获得的硫酸钠的纯度也只能在该专利公开的98.1－98.8％范围内，并不能达到高纯度硫酸钠的质量要求，而且还会损失相当量的硫酸钠。
[0010]为了解决该问题，专利技术人经过数次试验的摸索，得到上述提纯制备硫酸钠的方法。具体地，根据硫酸钠的溶解度水温度变化的特点，硫酸钠随着温度的升高先是溶解度增大，然后再降低(硫酸钠溶解度曲线可查阅现有文献即得，在此不再赘述)，溶解度最大值在40℃，温度大于或小于40℃均会导致其溶解度降低。为了除去铵盐，则在洗涤时需要对饱和硫酸钠溶液进行加热，加热不仅能有助于洗涤除去铵盐，还能加快其他杂质的溶解速度，进而达到提纯的目的，但如果加热温度低于40℃，例如常温下配制的硫酸铵饱和溶液会随温度的升高而溶解硫酸钠，在洗涤除去硫酸铵的同时，部分硫酸钠也会被洗涤除去，产品损失量较大，硫酸铵以及其他杂质洗涤除去的效果也较差；而如果加热温度高于40℃，在过滤和离心过程中，随着溶液温度的降低，又会导致溶液析出硫酸钠晶体而堵塞管道和滤布，同时，能耗消耗量也较大，对过滤提纯设备也提出了更高的要求。通过多次试验总结得到，当洗涤加热温度为50－70℃时，其不仅能够除去硫酸铵及其他杂质，在后续过滤和离心过程中，随着温度的降低，溶液的溶解度是增大的趋势，在返回原洗涤工序中继续使用时，不会析出或极少析出硫酸钠晶体，返回的洗涤液硫酸钠含量基本保持不变，可继续作为饱和硫酸钠溶液使用，既达到了除铵、防晶体析出的目的，又能重复使用洗涤液，废水产生量少，洗涤温度不高，能耗小，获得的硫酸钠产品的纯度在99.5wt％以上，铵离子含量低于0.064wt％，满足了高纯度硫酸钠产品的质量要求，提高了硫酸钠产品的附加值。
[0011]在本专利技术中，沉钒尾液蒸发出的副产盐为主要含有硫酸钠、硫酸铵和氯化钠的复合盐。一般地，按质量百分数计，沉钒尾液蒸发出的副产盐中，硫酸钠的含量为90－94％(干燥后)，铵离子含量为2－3％，水分含量18－21％(干燥前)，氯离子含量0.5－1.0％，白度在62左右，经过本专利技术的方法提纯处理后，硫酸钠的含量在99.5％以上，铵离子含量在0.064％以下，水分含量在0.1％以下，氯离子含量小于0.05％，白度在89.7以上，提纯效果
明显。
[0012]进一步，在配制饱和硫酸钠溶液时，取工业级硫酸钠溶于40℃水中配制得到饱和硫酸钠溶液。
[0013]进一步，在S2中，固液质量比为1：1－3。
[0014]进一步，每次洗涤搅拌的时间为10－60min。
[0015]进一步，洗涤过程在带加热介质夹套的反应釜中进行，加热方式采用蒸汽或/和热水。
[0016]进一步，在合并分离后的液体和上层液中，若溶液中氨氮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沉钒尾液蒸发出的副产盐提纯制备硫酸钠的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将沉钒尾液蒸发出的副产盐破碎后过筛，去除部分杂质，然后将过筛后的副产盐按一定的固液质量比投入饱和硫酸钠溶液中，升温至50－70℃搅拌洗涤；S2、搅拌洗涤后，静置分层，取上层液，然后再进行固液分离，合并分离后的液体和上层液，经过滤后返回原洗涤工序中继续使用，如此重复洗涤多次，得到洗涤后的固体，固体经干燥后即得到产品硫酸钠。2.如权利要求1所述的沉钒尾液蒸发出的副产盐提纯制备硫酸钠的方法，其特征在于，沉钒尾液蒸发出的副产盐为主要含有硫酸钠、硫酸铵和氯化钠的复合盐。3.如权利要求2所述的沉钒尾液蒸发出的副产盐提纯制备硫酸钠的方法，其特征在于，在配制饱和硫酸钠溶液时，取工业级硫酸钠溶于40℃水中配制得到饱和硫酸钠溶液。4.如权利要求3所述的沉钒尾液蒸发出的副产盐提纯制备硫酸钠的方法，其特征在于，在S...

【专利技术属性】
技术研发人员：王科，徐东，戴川，殷维，李飞，龙武涛，周大翠，
申请(专利权)人：万循材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：