CN1033156C - 硫化钠生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种工业硫化钠生产方法，是将煤和无水芒硝混合后焙烧生成粗碱，然后进行一次精制即除铁或二次精制即除碳等杂质或一次精制和二次精制，得到含铁量低或含碳酸钠等杂质量低的或既含铁量低又含碳酸钠等杂质量低的不同等级的高纯度工业硫化钠成品；具有工艺简单、对环境污染少、成本低的特点，所得高纯度工业硫化钠产品的杂质含量接近或低于国内和国际标准。
Description
本发明涉及硫化钠的生产工艺。
目前制取高纯度工业硫化钠有采用烧碱溶液吸收硫化氢气体的方法得到，如美国的PPG公司，采用生产CS2的副产品硫化氢气体制取高纯度工业硫化钠，其方程式为：
但此方法的成本较高，并且产量受到限制，不宜进行大规模工业化生产。
还有采用煤还原无水芒硝的生产工艺生产硫化钠，其方程式为：
将原料煤和无水芒硝按一定比例混合后加入转炉或平炉在800℃至1100℃下进行焙烧生成粗碱即粗硫化钠，然后降温至400℃至700℃时进行浸取即用水溶液进行热溶解，浸取的浓碱液经澄清后送蒸发工序蒸发浓缩包装后得到成品，而浸取工序中分离出的固体渣经洗泥工序用水溶解残余的硫化钠后，再经固液分离，将分离出的稀碱液返回浸取工序用于浸取，泥渣被排出运到指定的渣场；因原料煤和无水芒硝中含有铁、碳酸钠等杂质，并且设备都为铁制的，使成品中的铁、碳酸钠等杂质的含量较高，从而无法满足精细化工行业对硫化钠质量的较高要求，其工艺流程如附图中的工艺流程图1和参考文献《化工生产流程图解》第138页中所述。
本发明的目的在于提出了一种工业硫化钠生产方法。其措施如下的：该工业硫化钠生产方法是将煤和无水芒硝混合后焙烧生成精碱即粗硫化钠，然后降温浸取得到首次浓碱液即浓硫化钠溶液，其特点是在每立方米首次浓碱液中加入4至8千克的除铁剂，碱液温度控制在50℃至100℃，最佳为65℃至85℃，经搅拌后，沉降时间不少于4小时，再进行固液分离得到低含铁量的一次精制碱液，其除铁剂可为氧化锌、活性氧化铝、二氧化锰、氧化钙、磷酸三钠；将一次精制后所剩余的固体渣放入浸取工序后洗泥工序的泥浆中，以便回收固体渣中的硫化钠，从而减少对环境的污染；为了进一步除去一次精碱液中的碳酸钠、氯化钠、硫代硫酸钠、亚硫酸钠等杂质，将一次精制碱液在20℃至45℃，最佳为25℃至35℃下进行结晶，并将固液分离得到二次精制的结晶硫化钠，而将二次精制分离出的母液返回粗碱即粗硫化钠浸取工序的浸取液中充分利用，减少对环境的污染，并且浸取温度即首次浓碱液温度控制在80℃以上，最佳为90℃；将一次精制碱液或结晶的硫化钠在50℃至100℃下溶解，最佳为70℃至90℃，放在真空度为0.06MPa至0.07MPa、温度为150℃至160℃的蒸发器中蒸发浓缩后(也可采用常压蒸发)，再装桶或经制片机制片等包装方式得到既含铁量低又含碳酸钠等杂质量低的不同等级的高纯度工业硫化钠成品；为了减少工艺过程中含铁杂质的带入，从一次精制开始的碱液经过的容器或设备表面为非铁的容器或设备。
本发明实施例的工艺流程如附图中的工艺流程图2。
下面将结合实施例及工艺流程对本发明作进一步详述：
实施例1：
将煤和无水芒硝按20∶100至25∶100的重量百分比混合后加入转炉内在800℃至1100℃下进行焙烧生成粗碱即粗硫化钠，然后降温至400℃至700℃时，进行浸取即用水溶液进行热溶并将固液进行分离，其分离方式采用沉降澄清后分离，得到含硫化钠为20～30％重量百分比的首次浓碱液即浓硫化钠溶液，而浸取温度即首次浓碱液温度控制在80℃以上，最佳为90℃；将首次浓碱液放入表面为非铁的容器中，然后在每立方米首次浓碱液中加入4至8千克的除铁剂，除铁剂最好为活性氧化铝，加入量为4千克/每立方米首次浓碱液，还可为：氧化锌，加入量为5千克/每立方米首次浓碱液；二氧化锰，加入量为8千克/每立方米首次浓碱液；氧化钙，加入量为7千克/每立方米首次浓碱液；磷酸三钠，6千克/每立方米首次浓碱液；碱液温度控制在50℃至100℃，最佳为65℃至85℃，经搅拌后，沉降时间不少于4小时，最佳为6小时，再进行固液分离得到一交精制碱液，其分离方式采用过滤方法；将一次精制后所剩余的固体渣放入浸取工序后洗泥工序的泥浆中；以便回收滤渣中的硫化钠，从而减少对环境的污染；若仅需要含铁量较低的硫化钠，可将一次精制碱液经表面为非铁的常压蒸发容器中蒸发浓缩后降至常温并用表面为非铁的桶包装得到低含铁量的工业硫化钠成品。经测试结果如下[按重量百分比]：首次浓碱液含Fe量为0.0046％，一次精制碱液含Fe量为0.0023％，除铁率为50.0％。
因一次精碱液所得的硫化钠中仍含有部分的碳酸钠、氯化钠、硫代硫酸钠、亚硫酸钠等杂质，这样的产品无法满足精细化工行业的某些特殊使用要求，通过控制结晶温度可除上述杂质，其方法如下：将一次精制碱液在20℃至45℃，最佳为25℃至35℃下表面为非铁的容器中进行结晶，最佳结晶温度为30℃，并将固液分离得到二次精制的结晶硫化钠，其分离方式可用离心分离方法，而将二次精制分离出的母液返回粗碱浸取工序的浸取液中充分利用，减少对环境的污染；经测试结果如下(按重量百分比)：首次浓碱液，含硫化钠24.5％，含碳酸钠2.5％，含铁量为0.0046％；二次精制碱液，含硫化钠30.4％，含碳酸钠0.42％，含铁量为0.0008％。
将一次精制碱液或结晶的硫化钠在50℃至100℃下溶化，最佳为70℃至90℃，放在真空度为0.06MPa、温度为155℃的表面为非铁的蒸发器中蒸发浓缩后，再经表面为非铁的制片机制片包装方式得到既含铁量低又含碳酸钠等杂质量低的不同等级的高纯度工业硫化钠成品。该实施例的其它工序与现有工艺流程中的基本相同。
实施例2：
含硫化钠为25％的150立方米首次浓碱液，在表面为钛制的容器内，在温度控制在70℃下，加入除铁剂活性氧化铝1160千克，经搅拌后，沉降5小时，经过滤分离方式将固液分离得到134立方米一次精制碱液，经测试结果如下[按重量百分比]：首次浓碱液含铁量为0.0050％，一次精制碱液含铁量为0.0029％，除铁率为42.0％；在表面为钛制的容器，在温度控制在27℃下，进行结晶，然后利用离心分离方式将固液分离得到二次精制的结晶硫化钠经测试结果如下(按重量百分比)：首次浓碱液，含硫化钠21.5％，含碳酸钠3.0％，含铁量为0.0050％；二次精制碱液，含硫化钠25.4％，含碳酸钠0.45％，含铁量为0.0009％，而母液84立方米返回浸取工序，并将浸取温度即首次浓碱液温度控制在85℃，利用盐析原理使碳酸钠等杂质结晶后随固体渣排到洗泥工序；在80℃下将二次精制的结晶硫化钠溶化得到63.5立方米二次精制碱液，再送入镍制的蒸发器中，在真空度为0.06MPa、温度为160℃下，蒸发浓缩后，再经表面为锰制的制片机制片包装方式得到既含铁量低又含碳酸钠等杂质量低的25.025吨高纯度工业硫化钠成品。该实施例的其它工序与实施例1和现有工艺流程中的基本相同。实施例2实际吨耗原料无水芒硝(100％)1574千克，煤粉(100％)374千克。
本发明的工艺简单，成本低，对环境污染少，用本工艺生产所得高纯度工业硫化钠产品，不但铁的含量低，而且碳酸钠、氯化钠、硫代硫酸钠、亚硫酸钠等杂质含量也较低，并且接近或低于国内和国际标准，其对照表见：(表见文后)。
| 项目 | 日本 | 美国 | 中国企业标准新B0014-89一等品 | 实施例1 | 实施例2 | ||
| 长达曹达株式会社 | 三田尻化学株式会社 | VinchLimi | EmjcalTeal | ||||
| 总还原物Na2S％≥ | 60.0 | 60.0 | 60.0 | 60.0 | |||
| Na2S％≥ | 58.0 | 58.0 | 60.0 | 62.26 | 62.85 | ||
| Na2CO3％≤ | 1.5 | 1.5 | 2.0 | 1.5 | 1.09 | 1.07 | |
| Na2SO3％≤ | 1.0 | 1.0 | 2.0 | 0.18 | 0.1 | ||
| Na2S2O3％≤ | 1.0 | 1.0 | 4 | 1.0 | 2.0 | 0.91 | 0.84 |
| 铁(Fe)‰≤ | 0.04 | 0.06 | 0.005 | 0.012 | 0.03 | 0.021 | 0.021 |
Claims (4)
1.一种硫化钠生产方法，将煤和无水芒硝混合后焙烧生成粗碱，然后降温至400℃至700℃时，用水浸取得到首次浓碱液，其特征在于每立方米首次浓碱液中加入4至8千克的除铁剂，其中，除铁剂为活性氧化铝、二氧化锰、氧化钙、磷酸三钠，碱液温度控制在50℃至100℃，经搅拌后，沉降时间不少于4小时，再进行固液分离得到一次精制碱液；将一次精制碱液在20℃至45℃下，进行结晶，然后将液体分离出，得到的固体为二次精制的结晶硫化钠。
2.根据权利要求1所述的硫化钠生产方法，其特征在于碱液温度控制在65℃至85℃。
3.根据权利要求1所述的硫化钠生产方法，其特征在于将一次精制并分离出一次精制碱液后所剩余的固体渣放入浸取工序后洗泥工序的泥浆中。
4.根据权利要求1所述的硫化钠生产方法，其特征在于将一次精制碱液在25℃至35℃下，进行结晶。
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