CN104150519A - 一种利用硫酸钠废液制备硫酸钡和碳酸钠的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用硫酸钠废液制备硫酸钡和碳酸钠的方法，将硫酸钠废液除掉机械杂质；在硫酸钠废液中加入表面活性剂，开启搅拌并升温至40～80℃后，缓慢加入碳酸钡，同时启动循环泵，将反应液输送至水磨机将生成的硫酸钡颗粒磨碎后再循环至反应器，每小时循环量为反应液体积，将反应液经离心机离心分离使固液分离，分别得到粗硫酸钡颗粒和碳酸钠溶液；粗硫酸钡颗粒经板框压滤机过滤，滤饼经清水洗涤至洗涤水接近中性、干燥、过300目的筛子，得到硫酸钡产品；碳酸钠溶液经过三效真空蒸发器蒸发至碳酸钠浓度为300～500g/L，再经冷却结晶、离心分离及干燥，得到碳酸钠产品。本发明的有益效果是处理硫酸钠废液成本低，不会造成二次污染。

Description

一种利用硫酸钠废液制备硫酸钡和碳酸钠的方法
技术领域
本发明属于硫酸钡和碳酸钠制备技术领域，涉及一种利用硫酸钠废液制备硫酸钡和碳酸钠的方法。
背景技术
硫酸钠废水是工业生产中常见的、产生量很大的一类废水，主要来源有煤焦油中提取酚的过程、湿法冶金行业、电镀行业以及其它行业(如氢氧化镍生产)等，如果直接排放，则硫酸钠渗入地下长期积累，会造成土地盐碱化，并使地下水源中硫酸根离子含量逐步增加，因此，这种含硫酸钠废水不能直接排放。目前，含硫酸钠废水的几种主要处理方法：
(1)纳滤-反渗透膜法，中国专利CN102491452A采用纳滤-反渗透组合膜法将废水中的硫酸钠浓缩，再经多效蒸发-结晶得到无水硫酸钠，该法的缺点是设备投资和运行费用较高，经济上不合算。
(2)直接蒸发-结晶法，中国专利CN 101003411A采用蒸发浓缩、结晶的方法，将废水中的硫酸钠分离出来，达到处理废水的目的，该法的确定是蒸发浓度需要消耗大量的能量。
(3)电解法，中国专利CN 102241448A采用电解法将废水中的硫酸钠电解反应产生硫酸和氢氧化钠，该法存在废水预处理要求高、处理复杂，得到的硫酸和氢氧化钠产品质量不高、需要消耗大量的电能等缺点。
(4)沉淀法，该法主要是加入沉淀剂如氯化钡、氯化钙将硫酸根沉淀下来。该法虽然将硫酸根沉淀下来，但带入了氯离子，同时产生的沉淀难以处理。
(5)利用硫酸钠生产氟硅酸钠法，中国专利CN 102020281A利用废水中的硫酸钠与硅氟酸反应生产硅氟酸钠和硫酸，该法将硫酸钠进行了综合回收，达到了废弃物资源化的目的，但是该法的处理过程中产生了大量的稀酸废水，处理较困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用硫酸钠废液制备硫酸钡和碳酸钠的方法，解决了现有技术处理硫酸钠废液成本高，会造成二次污染的问题。
本发明所采用的技术方案是按照以下步骤进行：
步骤1：将硫酸钠废液采用板框压滤机进行过滤处理，除掉废液中的机械杂质；
步骤2：在硫酸钠废液中加入表面活性剂，开启搅拌并升温至40～80℃后，缓慢加入碳酸钡，同时启动循环泵，将反应液输送至水磨机将生成的硫酸钡颗粒磨碎后再循环至反应器，每小时循环量为反应液体积，待碳酸钡加完后再反应60～120min后，将反应液经离心机离心分离使固液分离，分别得到粗硫酸钡颗粒和碳酸钠溶液；
步骤3：将步骤2得到的粗硫酸钡颗粒加入到浓度为0.5～3mol/L的稀硫酸中洗涤30～90min后，再经板框压滤机过滤，滤饼经清水洗涤至洗涤水接近中性、干燥、过300目的筛子，得到硫酸钡产品；
步骤4：将步骤2得到的碳酸钠溶液经过三效真空蒸发器蒸发至碳酸钠浓度为300～500g/L，再经冷却结晶、离心分离及干燥，得到碳酸钠产品。
进一步，所述步骤1中，硫酸钠废液包括湿法冶金含硫酸钠废水、电镀污泥处理过程中产生含硫酸钠或氢氧化镍生产过程中产生的硫酸钠废水。
进一步，所述步骤2中表面活性剂为阴离子表面活性剂或阴离子和非离子复合表面活性剂，其用量为占硫酸钠废液质量百分比为1～5‰。
进一步，所述步骤2中碳酸钡和硫酸钠的配比为1.1～1.5:1(摩尔比)、反应温度为30～100℃；碳酸钡为缓慢加入，加料时间为30～120分钟，待碳酸钡加完后再需反应60～120min。
进一步，所述步骤3中，反应得到的粗硫酸钡，采用稀硫酸洗涤，除去没有反应完全的碳酸钡，稀硫酸的浓度为0.5～3mol/L，洗涤温度控制在30～60℃，洗涤时间为30～90min。
本发明的有益效果是处理硫酸钠废液成本低，不会造成二次污染。
附图说明
图1是本发明一种利用硫酸钠废液制备硫酸钡和碳酸钠的方法应用的一种设备结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明按照以下步骤进行：
步骤1：将硫酸钠废液采用板框压滤机进行过滤处理，除掉废液中的机械杂质；
步骤2：在硫酸钠废液中加入表面活性剂，开启搅拌并升温至40～80℃后，缓慢加入碳酸钡，同时启动循环泵，将反应液输送至水磨机将生成的硫酸钡颗粒磨碎后再循环至反应器，每小时循环量为反应液体积。待碳酸钡加完后再反应60～120min后，将反应液经离心机离心分离使固液分离，分别得到粗硫酸钡颗粒和碳酸钠溶液；
步骤3：将步骤2得到的粗硫酸钡颗粒加入到浓度为0.5～3mol/L的稀硫酸中洗涤30～90min后，再经板框压滤机过滤，滤饼经清水洗涤至洗涤水接近中性、干燥、过300目的筛子，得到硫酸钡产品；
步骤4：将步骤2得到的碳酸钠溶液经过三效真空蒸发器蒸发至碳酸钠浓度为300～500g/L，再经冷却结晶、离心分离及干燥，得到碳酸钠产品。
硫酸钠废液包括湿法冶金含硫酸钠废水、电镀污泥处理过程中产生含硫酸钠或氢氧化镍生产过程中产生的硫酸钠废水。
表面活性剂为阴离子表面活性剂或阴离子和非离子复合表面活性剂，其用量为占硫酸钠废液质量百分比为1～5‰。
碳酸钡和硫酸钠的配比为1.1～1.5:1(摩尔比)、反应温度为30～100℃；碳酸钡为缓慢加入，加料时间为30～120分钟，待碳酸钡加完后再需反应60～120min。
反应得到的粗硫酸钡，采用稀硫酸洗涤，除去没有反应完全的碳酸钡，稀硫酸的浓度为0.5～3mol/L，洗涤温度控制在30～60℃，洗涤时间为30～90min。
图1为本发明的制备方法可应用的一套设备。
本发明的优点是能够将废液中的硫酸钠完成处理，同时能够得到达到国家标准的硫酸钡和碳酸钠产品。既处理了硫酸钠工业废水，同时联产了硫酸钡和碳酸钠；解决了工业含硫酸钠废水难以处理的难题，所用碳酸钡的等级要求不高，可以采用工业硫酸钡废渣，本发明在解决工业废水和废渣的同时联产了硫酸钡和碳酸钠，因此具有很大的经济效益。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
下面通过列举具体实施例对本发明进行说明：
实施例1：取某厂含硫酸钠废水(硫酸钠浓度约为120g/L)500L，经过滤器进行预处理，除去废水的的悬浮杂质，加入表面活性剂0.5kg，开启搅拌，升温至60℃并保持恒定，缓慢加入碳酸钡100kg(60min加完)，同时开启循环泵和水磨机，加完再反应120min。离心分离，滤饼加入装有500L硫酸浓度为3mol/L的酸洗釜，控制体系温度45℃，搅拌反应60min。过滤，滤饼经干燥、筛分得到硫酸钡112kg。离心分离的滤液经蒸发、结晶、干燥得到碳酸钠38kg。
实施例2：取某厂含硫酸钠废水(硫酸钠浓度约为100g/L)1000L，经过滤器进行预处理，除去废水的的悬浮杂质，加入表面活性剂1kg，开启搅拌，升温至80℃并保持恒定，缓慢加入碳酸钡166kg(60min加完)，同时开启循环泵和水磨机，加完再反应100min。离心分离，滤饼加入装有1000L硫酸浓度为2.5mol/L的酸洗釜，控制体系温度45℃，搅拌反应60min。过滤，滤饼经干燥、筛分得到硫酸钡186kg。离心分离的滤液经蒸发、结晶、干燥得到碳酸钠63kg。

Claims (5)

1.一种利用硫酸钠废液制备硫酸钡和碳酸钠的方法，其特征在于按照以下步骤进行：
步骤1：将硫酸钠废液采用板框压滤机进行过滤处理，除掉废液中的机械杂质；
步骤2：在硫酸钠废液中加入表面活性剂，开启搅拌并升温至40～80℃后，缓慢加入碳酸钡，同时启动循环泵，将反应液输送至水磨机将生成的硫酸钡颗粒磨碎后再循环至反应器，每小时循环量为反应液体积，待碳酸钡加完后再反应60～120min后，将反应液经离心机离心分离使固液分离，分别得到粗硫酸钡颗粒和碳酸钠溶液；
步骤3：将步骤2得到的粗硫酸钡颗粒加入到浓度为0.5～3mol/L的稀硫酸中洗涤30～90min后，再经板框压滤机过滤，滤饼经清水洗涤至洗涤水接近中性、干燥、过300目的筛子，得到硫酸钡产品；
步骤4：将步骤2得到的碳酸钠溶液经过三效真空蒸发器蒸发至碳酸钠浓度为300～500g/L，再经冷却结晶、离心分离及干燥，得到碳酸钠产品。
2.按照权利要求1所述一种利用硫酸钠废液制备硫酸钡和碳酸钠的方法，其特征在于：所述步骤1中，硫酸钠废液包括湿法冶金含硫酸钠废水、电镀污泥处理过程中产生含硫酸钠或氢氧化镍生产过程中产生的硫酸钠废水。
3.按照权利要求1所述一种利用硫酸钠废液制备硫酸钡和碳酸钠的方法，其特征在于：所述步骤2中表面活性剂为阴离子表面活性剂或阴离子和非离子复合表面活性剂，其用量为占硫酸钠废液质量百分比为1～5‰。
4.按照权利要求1所述一种利用硫酸钠废液制备硫酸钡和碳酸钠的方法，其特征在于：所述步骤2中碳酸钡和硫酸钠的配比为1.1～1.5:1(摩尔比)、反应温度为30～100℃；碳酸钡为缓慢加入，加料时间为30～120分钟，待碳酸钡加完后再需反应60～120min。
5.按照权利要求1所述一种利用硫酸钠废液制备硫酸钡和碳酸钠的方法，其特征在于：所述步骤3中，反应得到的粗硫酸钡，采用稀硫酸洗涤，除去没有反应完全的碳酸钡，稀硫酸的浓度为0.5～3mol/L，洗涤温度控制在30～60℃，洗涤时间为30～90min。
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