一种工业氯化钠资源化利用工艺
技术领域
本发明涉及固体废物资源化处理领域,尤其涉及一种工业氯化钠资源化利用工艺。
背景技术
工业废盐是固废处理领域最为常见的污染物之一,目前很多厂家的处理办法是将氯化钠进行堆积填埋,对我们的生存环境造成了严重危害。
在许多农药、医药中间体以及无机化工产品生产中,都会产生大量的废渣氯化钠,且大部分都含有无机及有机杂质。例如某农药化工企业产生的副产氯化钠盐TOC高达7143ppm,且含有钙、镁、铝、铁等金属杂质。
由于工业废盐成分的复杂性,不能直接用作生产原料,且处理后的氯化钠回收再利用成本高,所以很多企业会选择对氯化钠进行堆积深埋,造成了资源的浪费。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种工业氯化钠资源化利用工艺,利用石油化工行业产生的汽提氨水溶解工业氯化钠,通过物理处理与化学处理相结合的方法,对氨盐水进行深度精制,去除溶液中的金属离子、色度、悬浮物等杂质;处理合格后的氨盐水进入第一单元处理过程,向氨盐水中通入二氧化碳进行气液两相反应,生成的碳酸氢钠经煅烧后得到主产品碳酸钠,剩余物料继续进入第二单元,经过调酸、蒸发浓缩、冷却结晶等工艺,得到副产品氯化铵;采用这种方法可以安全、高效的处理固废氯化钠,同时得到了高附加值的碳酸钠和氯化铵产品,且为工业废盐提供了一条新的出路。
本发明所述的具体技术方案如下:
(1)前期预处理工段:对工业汽提氨水进行稀释,然后将工业氯化钠盐溶解在稀释后的工业汽提氨水中,得氨盐水溶液;向其中加入药剂碳酸钠反应,静置,取上清液,脱色,得合格的氨盐水;
(2)第一单元处理:将处理合格的氨盐水加热至30-40℃,保温并通入二氧化碳进行反应,使二氧化碳、工业汽提氨水、工业废盐氯化钠反应生成碳酸氢钠析出;过滤,母液进入第二单元处理,碳酸氢钠经过洗涤液洗涤后煅烧,得碳酸钠;
(3)第二单元处理:将母液中加入浓盐酸调节pH至6.0-6.5之间,强力搅拌反应后,进行蒸发浓缩、冷却结晶,过滤,得到氯化铵产品。
本发明涉及的工业氯化钠盐主要来源为农药行业及石油化工行业。杂质主要有:不溶物、钙镁离子、硫酸盐、有机物。适用本发明的氯化钠盐指标:氯化钠质量分数>90%;硫酸盐<1.5%;不溶物<2%;钙镁<0.5%;含湿<6%。
本发明涉及的具体反应如下:
CO2+NH3+H2O=NH4HCO3—(a)
NaCl+NH4HCO3=NaHCO3↓+NH4Cl—(b)
工业汽提氨水质量分数一般为18-21%,氨水浓度越高,氯化钠溶解度越低,而且造成氨水浪费,因此,需要对工业汽提氨水进行稀释。所述步骤(1)中稀释后的工业汽提氨水质量分数为8-12%。将工业氯化钠盐溶解在稀释后的工业汽提氨水中,得氨盐水溶液,所述步骤(1)氨盐水溶液中氯化钠浓度为270±5g/L。
向氨盐水中加入碳酸钠,用于除去氨盐水溶液中的钙镁等金属离子,碳酸钠的加入量为氨盐水质量的0.13-0.3%。除去钙镁等金属离子后,静置、去除钙镁等金属离子沉淀以及其中的悬浮物、不溶物等杂质。上清液采用活性炭脱色,活性炭的加入量为氨盐水质量的0.4-0.7%。所述步骤(1)中最终得到的合格的氨盐水指标为:硬度<50mg/L,悬浮物<50mg/L,出水色度<200。
将处理合格的氨盐水加热至30-40℃,保温并通入二氧化碳进行反应,二氧化碳的通入速度为1.0-2.5L/min,通入时间为12-24h。二氧化碳先与氨水发生反应(a)生成NH4HCO3,接着与氯化钠进行反应(b),得到碳酸氢钠及含有氯化铵产品的母液,碳酸氢钠析出,采用饱和碳酸氢钠水溶液进行洗涤。随后,碳酸氢钠进行反应(c),通过高温煅烧后得到产品碳酸钠和二氧化碳,煅烧温度为400-450℃;煅烧产生的二氧化碳可以被再次通入合格的氨盐水中利用。
将母液中加入浓盐酸调节pH至6.0-6.5之间,强力搅拌反应后,进行蒸发浓缩、冷却结晶,过滤,得到氯化铵产品。为了保证氯化铵的充分析出,所述的蒸发浓缩是在压力为-0.09Mpa,温度为80℃的条件下进行,冷却结晶温度≤10℃。析出氯化铵之后的滤液可以用于氯化钠的溶解工段,即前期预处理工段。
经过本发明,可得到纯度为98%以上的碳酸钠产品,97%以上的氯化铵产品。
综上所述,本发明的有益效果主要体现在:
(1)不仅处理了工业氯化钠,还得到了碳酸钠及氯化铵高附加值产品;
(2)工艺简单、安全,实现了整个工艺流程的循环,仅在预处理阶段产生少量废渣,产生的废水及废气可循环利用,重新回到系统;
(3)解决了传统固废氯化钠处理方法填埋污染环境、回收成本高的问题,为处理工业废盐提供了一条新的出路;
(4)综合利用了石油化工行业产生的汽提氨水资源;
(5)本发明所述的资源化利用工艺使用范围广,可复制性强。
附图说明
图1为本发明所述资源化工艺的步骤示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步地详细介绍,实施例将更加清晰的描述本发明。
实施例1
预处理工段:取21%工业汽提氨水167g,加入133g工业水进行稀释,配制成氨水浓度为11.7%的氨水300g;将96g质量分数为96.5%的工业废盐溶解到11.7%汽提氨水中进行化盐,得到氨盐水溶液;按照质量比0.13%向氨盐水中加入药剂碳酸钠,静置澄清后取上清液,按照质量比0.4%向氨盐水中加入活性炭进行脱色处理,得到的合格氨盐水指标:硬度20mg/L,悬浮物27mg/L,出水色度125。
第一单元处理:将氨盐水加热至30℃后,保温并通入二氧化碳进行气液两相反应,使二氧化碳、汽提氨水、氯化钠反应生成碳酸氢钠,二氧化碳的通入速度为1.0L/min,通入时间为24h;产品经过洗涤液洗涤后进行400℃煅烧4h,得到纯度为98.50%的碳酸钠产品;尾气利用工业水进行吸收后返回预处理工段,经过多次洗涤后,洗涤水返回预处理工段。
第二单元处理:反应后产生的母液加入浓盐酸,调节pH至6.43,强力搅拌1h;在温度为80℃、压力为-0.09MPa条件下进行蒸发浓缩,利用冷盐对浓缩液进行冷却结晶,结晶温度为10℃,过滤,回收氯化铵,氯化铵纯度为97.99%。
实施例2
预处理工段:取18%工业汽提氨水278g,加入222g工业水进行稀释,配制成氨水浓度为10%的氨水500g;将160g质量分数为95%的工业废盐溶解到10%汽提氨水中进行化盐,得到氨盐水溶液;按质量比0.2%向氨盐水中加入药剂碳酸钠,进行静置澄清后取上清液,按照质量比0.5%向氨盐水中加入活性炭进行脱色处理,得到的合格氨盐水指标:硬度32mg/L,悬浮物25mg/L,出水色度182。
第一单元处理:将氨盐水加热至40℃后,保温并通入二氧化碳进行气液两相反应,使二氧化碳、汽提氨水、氯化钠反应生成碳酸氢钠,二氧化碳的通入速度为1.8L/min,通入时间为12h;产品经过洗涤液洗涤后进行400℃煅烧4h,得到纯度为98.54%的碳酸钠产品;尾气利用工业水进行吸收后返回预处理工段,经过多次洗涤后,洗涤水返回预处理工段。
第二单元处理:反应后产生的母液加入浓盐酸,调节pH至6.02,强力搅拌1h;在温度为80℃、压力为-0.09MPa条件下进行蒸发浓缩,利用冷盐对浓缩液进行冷却结晶,结晶温度为8℃,过滤,回收氯化铵,氯化铵纯度为98.33%。
实施例3
预处理工段:取18%工业汽提氨水444g,加入356g工业水进行稀释,配制成氨水浓度为10%的氨水800g;将256g质量分数为93%的工业废盐溶解到10%汽提氨水中,进行化盐,得到氨盐水溶液;按质量比0.3%向氨盐水中加入药剂碳酸钠,进行静置澄清后取上清液,按照质量比0.7%向氨盐水中加入活性炭进行脱色处理,得到的合格氨盐水指标:硬度48mg/L,悬浮物34mg/L,出水色度175。
第一单元处理:将饱和氨盐水加热至35℃后,保温并通入二氧化碳进行气液两相反应,使二氧化碳、汽提氨水、氯化钠反应生成碳酸氢钠,二氧化碳的通入速度为2.4L/min,通入时间为20h;产品经过洗涤液洗涤后进行400℃煅烧4h,得到纯度为98.07%的碳酸钠产品;尾气利用工业水进行吸收后返回预处理工段,经过多次洗涤后,洗涤水返回预处理工段。
第二单元处理:反应后产生的母液加入浓盐酸,调节pH至6.25,强力搅拌1h;在温度为80℃、压力为-0.09MPa条件下进行蒸发浓缩,利用冷盐对浓缩液进行冷却结晶,结晶温度为5℃,过滤,回收氯化铵,氯化铵纯度为97.60%。
上述具体实施例用来详细阐述本发明,但本发明并不仅仅限于上述实施例,
对本发明做出的任何改进、同等替换等,都将在本发明的保护范围内。
本资源化利用新工艺产生的碳酸钠及氯化铵产品,经过干燥后进行相关性能检测,检测数据分别见表1、表2。
表1 碳酸钠产品性能检测
表2 氯化铵产品性能检测
通过以上数据可以看出,经过本发明得到的碳酸钠及氯化铵产品分别达到工业级碳酸钠、农业级氯化铵的性能要求,可以作为产品直接出售。