CN1094012A - 低铁硫化钠的制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改进煤粉还原硫酸钠工艺制取 低铁硫化钠(硫化碱)的生产方法。本发明方法是在 经煅烧、水浸取后的含硫化钠(粗碱)的浓卤液中加入 除铁剂——硫化钡，除去铁和其他杂质，再经处理和 蒸发浓缩等工艺而制取的低铁硫化钠，其中含铁量小 于0.008％，完全可满足现代工业生产中制革、染色、 造纸等行业中生产高档精制产品的需要。

Description

本发明涉及碱金属硫化物的生产工艺。

工业硫化钠（俗称硫化碱）是一种重要化工原料，主要应用于皮革、造纸、染料、印染、选矿、荧光材料等行业，工业上制取硫化钠有两种方法：其一为氢氧化钠吸收法，即用浓氢氧化钠溶液吸收净化后的含硫化氢气体而制得较纯的产品。但工艺操作复杂、投资费用高。其二为煤粉还原法，即将硫酸钠与煤粉在高温煅烧后经水浸取、澄溶、浓缩、冷却固化制得含结晶水的硫化钠（Na₂S，XH₂O）。通常工业产的硫化钠含量在60%左右。采取后一种方法，工艺成熟、操作简单、原料成本低、投资小。目前国内多采用此工艺路线生产硫化钠，但用此法生产的硫化钠，纯度低，含铁量高。近年来随着科学技术的进步，尤其是化学工业的迅猛发展，许多行业对硫化钠的质量要求越来越高，如高档皮革、高档绝缘纸、染料等行业。硫化钠铁含量高，直接影响到高档产品的质量。对工业硫化钠的铁含量，比0.04%还要少。因此含铁量高的硫化钠的工业品已不能适应现化工业生产的需要。

本发明的目的改进现有的硫化钠工业生产工艺流程，利用加入其他助剂和更换设备，减少杂质和降低工业硫化钠中的铁含量，以达到提高硫化钠的适用范围，提供低铁含量的工业硫化钠产品，以满足国内外市场的需要。

考虑到目前生产的工业品硫化钠铁含量高的原因是由于原料和设备带入的铁和其它杂质而呈红褐色，颜色的深浅与杂质的多少有关，尤其红色的深浅主要与含铁多少有关。当铁含量达到80ppm以下时，硫化钠工业品的颜色降到黄色;当铁含量降到6ppm以下时。硫化钠的颜色可变为乳白色。因此低铁硫化钠的生产关键是要除去半成品浓卤液中的铁，其次是在蒸发加工成产品过程中，不再带入铁。除去浓卤液中的铁方法很多，如采用NaOH和水蒸汽使硫化铁转化而成氢氧化铁沉淀过滤除去;采用氰化钠除铁;加入氧化锌、硫化锌除铁等。这些方法均因成本高或者操作复杂而不适合于工业生产。硫化钠的腐蚀性更强，硫化钠中的铁，大部分是在蒸发过程中腐蚀蒸发设备而带入的。所以选用耐硫化钠腐蚀的蒸发设备是非常重要的。因此本发明除选用了耐硫化钠腐蚀的材料加工设备（如选用不锈钢、陶瓷材料的蒸发器、贮液罐等）外，经多次试验和研究，筛选出一种合适于工业生产的除铁剂-硫化钡，可有效地控制硫化钠产品的铁含量。经多次实验分析证明：未经硫化钡处理的浓卤液（经煤粉和硫酸钠高温煅烧并水浸后的半成品）混浊浓卤液中铁含量＞0.1g/l，溶浓卤液的铁含量＞0.04g/l，其中硫化钠含量为300-310g/l，加入硫化钡并澄溶6-8小时后，浓卤中的铁含量在0.01～0.03g/l，证明加入硫化钡，能有效地除去浓卤液中的铁。本发明的低铁硫化钠的生产方法是通过下列措施来实现的：煤粉还原硫酸钠的生产工艺流程。煅烧反应→水浸取→澄溶→浓卤液（硫化钠半成品）→蒸发→加工成品（片、块、粒）→包装

在浓卤液中加入除铁剂-硫化钡以去除杂质及铁，以实现低铁硫化钠产品，改进后的工艺流程为：

煅烧反应→水浸取→澄溶→除杂（铁及其他杂质）→澄溶→蒸发→加工成品→包装。具体工艺步骤如下：

将硫化钠与煤粉混匀经煅烧，生成半成品（粗碱）倒入热化槽内，经澄溶后的硫化钠浓卤液，其中硫化钠含量为250～350g/l，再打入耐腐蚀的反应罐内，在搅拌下，按一定比例加入硫化钡，硫化钡的加入量为浓卤液中硫化钠的1～50%。然后澄溶6-8小时，将溶液打入耐腐蚀的浓卤贮箱供蒸发用。澄溶好的浓卤液经预热，打入蒸发锅内，蒸发浓缩到硫化钠含量大于60%，冷却再加工成产品。产品可以是块状也可以加工成片状或粒状。包装而成。所述反应罐和浓卤贮箱是不锈的或搪瓷的。硫化钡的较好加入量为浓卤液中硫化钠的20～30%。

所用的硫化钡由无烟煤和重晶石（含硫酸钡80～95%）混合后投入转炉中煅烧反应生成硫化钡固体，经溶解和澄溶，将硫化钡配成100～300g/l的水溶液作为除铁剂，然后加到浓卤液中。

由本发明的方法制取的低铁硫化钠，其铁含量和其他杂质均比不加除铁剂的硫化钠低，尤其是铁含量低于0.008%（表）完全可满足现代工业生产中制革、染整和造纸等行业的高档产品的生产需要。

表1    加除铁剂与不加除铁剂的硫化钠产品比较

未加硫化钡    加硫化钡

硫化钠%(Na₂S) 60.35 60.40

碳酸钠%(Na₂Co₃) 1.40 0.10

铁%(Fe)    0.04～0.15    <0.008

水不溶物%    0.14    0.027

实例1:

煤粉和硫化钠混合煅烧后经热化槽水浸取澄溶的浓卤液，取浓卤液101经分析：硫化钠含量为260g/l，打入不锈钢反应罐内，在搅拌下，加入含硫化钡300g/l的硫化钡水溶液4l，然后澄溶8小时。再将澄溶好的浓卤液，经预热后，打入蒸发锅内蒸发浓缩控制硫化钠含量大于60%，出锅，用制片机加工成片状硫化钠。铁含量为0.005%。

实例2：

方法同实例1。取硫化钠含量为316.6g/l的浓卤液，加入300g/l的硫化钡水溶液2.8l，制得低铁硫化钠，铁含量为0.0039%。

实例3：

方法同实例1。取硫化钠含量为308g/l的浓卤液10l，加入280g/l的硫化钡水溶液0.58l，制得低铁硫化钠，铁含量为0.006%。

Claims (4)

1、一种制取工业用低铁硫化钠的方法，将硫酸钠与煤粉混匀经煅烧、水浸取、澄清后的硫化钠浓卤液，其特征在于加入除铁剂到所述的浓卤液中，经放置、澄清6-8小时，蒸发浓缩，制得含铁量小于0.008%的硫化钠，所述除铁剂是硫化钡，其加入量为浓卤液中硫化钠的1～50%。

2、如权利要求1所述的制取工业用低铁硫化钠的方法，其特征在于所述硫化钡较好加入量为浓卤液中硫化钠的20～30%。

3、如权利要求1、2所述的制取工业用低铁硫化钠的方法，其特征在于所述硫化钡加入方式可以是加入硫化钡的水浓液。

4、如权利要求1、2、3所述的制取工业用低铁硫化钠的方法，其特征在于所述含铁量小于0.008%的硫化钠可加工成块状、片状、粒状中的任一种。