CN109455741B - 一种低温焙烧和界面调控连用法资源化全利用氯化钠废盐渣的方法 - Google Patents
一种低温焙烧和界面调控连用法资源化全利用氯化钠废盐渣的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种低温焙烧和界面调控连用法资源化全利用氯化钠废盐渣的方法。包括以下步骤:(1)将氯化钠废盐渣经焙烧后冷却到室温,在冷却后所得固体中加入水,搅拌使其溶解完全得到溶液;(2)取步骤(1)得到的溶液,边搅拌边加入正己烷和油酸钠,加入完毕后静置分层,然后分离上下层液体,上层液体进行烘干回收得到碳;(3)取步骤(2)分离得到的下层溶液,边搅拌边加入碳酸钠,加入完毕后静置并过滤,过滤得到的滤渣进行干燥回收;(4)向步骤(3)过滤得到的溶液中加入盐酸,静置后加热,分离加热析出的晶体并干燥;本方法工艺简单、成本低、见效快、处理量大、提纯彻底,可以实现全废盐利用。
Description
技术领域
本发明属于工业废盐渣提纯回收领域,具体涉及一种低温焙烧和界面调控连用法资源化全利用氯化钠废盐渣的方法。
技术背景
在许多精细化工、化学农药产品或中间体的生产过程中,产生大量含有毒有害化学物质的副产废盐,如每生产1吨水合肼产生4~5吨含有毒有害化学物质的副产氯化钠废盐渣,每生产1吨草甘膦农药,产生1.1~1.4吨含有毒有害化学物质的副产氯化钠盐渣,生产原甲酸三甲酯产生含有毒有害化学物质的副产氯化钠废盐渣,全国化工行业每年副产仅氯化钠废盐就达100多万吨,随着许多重要精细化工及中间体产品的发展,副产废盐量还在不断增加,成为阻碍行业发展的一大瓶颈。这些化工生产副产盐渣因含有水分而易结块,不易处理,又因含有毒有害化学物质而不能直接作为工业原料使用,因此大部分企业将其露天堆存或直接向江河中倾倒。这种盐渣长期堆存不仅占用大量土地,还对环境构成巨大威胁。这些废盐大都是可溶性盐,可溶性盐及有毒有害化学物质随雨水流失,严重盐化周围土壤,破坏周围植被,恶化水质,污染水源,对人们的生活构成严重威胁。因此对这些副产废盐进行无害化处理并进行资源化利用,成为行业急需解决的重大问题。
据报导目前对化工生产中副产废盐的处理方法主要有三种:(1)直接热力焚烧法:该方法是将废盐渣直接投加至焚烧炉顶部,物料自上而下,加热温度约900度,无机盐熔融流入炉底,经冷却后回收,内含的有机物在高温下挥发与分解,炉气进入二次燃烧室进一步燃烧或直接物理化学处理后排放,例如CN103267296B工业副产废盐渣无害化处理及资源化利用的方法;CN104344407B一种工业废盐渣无害化处理方法。但这些方法需要对废盐渣进行预干燥并要求废盐渣的颗粒均匀且粒径尽可能地小,且极易造成装置堵塞并损毁。(2)溶解精制后二次浓缩结晶处理:该方法是将废盐渣重新溶解于新鲜水中,通过化学处理后再次浓缩结晶后回收,例如CN105883911B熔盐氯化渣资源化处理方法,CN103979576A一种含硫酸铵有机废水蒸发结晶盐渣的方法;但这些方法处置成本高,且有次生废水产生,溶解后物理化学处置的效果难以保障,重结晶回收的盐含水率高,有些还存在大量的结晶水,二次利用价值低。(3)无害化填埋处置:该方法是将各类废盐渣混合并经混凝土等固化剂固化后,按照国家危险废物管理及处置的相关法规和技术规范进行特殊填埋处置。该处置方法代价高昂,不但占用大量的土地,同时还存在因地质灾害等外来因素造成二次环境危害的风险。
目前对于虽然大多数人都集中在前端化工产品合成与制备的方法的研究,而对其工艺废盐综合回收处理方法的研究比较少,因此许多化工产品合成过程中产生的废盐一直没有得到有效的处理,造成了大量可回收资源的浪费。
发明内容
本发明的目的是针对现有原氯化钠废盐渣提纯研究力度的不足,提供一种低温焙烧和界面调控连用法资源化全利用氯化钠废盐渣的方法。该方法工艺简单、成本低、见效快、处理量大、提纯彻底,可以实现氯化钠废盐渣全利用。采用该方法提取的氯化钠可以回用于制造氯气、氢气、漂白粉、金属钠等工业原料,以及供盐析肥皂、鞣制皮革、食品调味和腌鱼肉蔬菜等;采用该方法得到的碳酸钙可用于涂料、油墨、日化、塑料、塑胶、塑钢门窗、PVC电缆料、造纸、橡胶、鞋底、聚乙烯吹膜、密封胶条、型材、管材、建材、陶瓷等行业作填充料和复合材料;实现彻底的变废为宝。
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种低温焙烧和界面调控连用法资源化全利用氯化钠废盐渣的方法,包括如下步骤:
(1)将氯化钠废盐渣经焙烧后冷却到室温,在冷却后所得固体中加入水,搅拌使其溶解完全得到溶液;
(2)取步骤(1)得到的溶液,边搅拌边加入正己烷和油酸钠,加入完毕后静置分层,然后分离上下层液体,上层液体进行烘干回收得到碳;
(3)取步骤(2)分离得到的下层溶液,边搅拌边加入碳酸钠,加入完毕后静置并过滤,过滤得到的滤渣进行干燥回收;
(4)向步骤(3)过滤得到的溶液中加入盐酸,静置后加热,分离加热析出的晶体并干燥;
优选的,步骤(1)所述焙烧的温度为200~300℃,所述焙烧的时间为1~3h。
优选的,步骤(1)中所述氯化钠废盐渣与水的配比为0.11~0.19Kg/L。
优选的,步骤(2)所述正己烷和油酸钠的加入量分别占步骤(1)过滤得到的溶液的0.1wt%。
优选的,步骤(3)所述碳酸钠与氯化钠废盐渣的质量比为5.5~6.5:1000。
优选的,步骤(3)所述碳酸钠为浓度为10g/L的碳酸钠溶液。
优选的,步骤(3)所述静置的时间为3~6min。
优选的,步骤(4)所述盐酸的用量与氯化钠废盐渣的配比为0.3~0.4:1(mol/Kg)。
优选的,步骤(4)所述盐酸为浓度为1mol/L的盐酸溶液。
优选的,步骤(4)所述静置的时间为2~3min。
优选的,步骤(4)所述干燥的温度为60~90℃。
优选的,步骤(2)所述烘干的温度为60~90℃。
优选的,步骤(2)所述的碳为轻质碳。
优选的,步骤(2)所述轻质碳的密度为2.34g/cm3。
优选的,步骤(1)所述的室温为22~25℃。
优选的,步骤(1)所述焙烧的气氛为惰性气体气氛。
优选的,步骤(1)所述的氯化钠废盐渣来源为原甲酸三甲酯工艺副产废盐渣。
本发明提供一种低温焙烧和界面调控连用法资源化全利用氯化钠废盐渣的方法,原理如下:
1.利用有机物的低沸点的特征,进行惰性气体低温焙烧使其得到碳化,从而达到提纯氯化钠的目的。
2.利用正己烷和油酸钠具有表界面调控的功能,其原理是两相中化学基团的相互作用,使得无机相的有机物转移到有机相中,从而对无机相的氯化钠溶液进一步提纯,同时回收可高值化利用的碳。
与现有技术相比,本发明具有如下优点和有益效果:
(1)突破了含高浓度有机物的氯化钠盐渣乃至其它废盐渣处理的技术瓶颈,提供了一种含高浓度有机物的氯化钠盐渣可行的处理方案;
(2)通过低温处理,高效、彻底地碳化盐渣中的有机物,实现盐资源化利用,同时回收可高值化利用的碳,为化工行业实现节能减排提供技术支撑,促进化工行业的可持续协调发展。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明,但本发明所保护范围不局限于所述内容。以下实施例涉及的氯化钠废盐渣来源为原甲酸三甲酯工艺副产废盐渣。
实施例1
(1)在焙烧温度为250℃条件下,焙烧的气氛为氩气,将5克氯化钠废盐渣放入马弗炉中焙烧2h,使其温度降为室温后称量;
(2)在室温24℃条件下,在步骤(1)降温称量后的废盐中加入30毫升水中,充分搅拌5分钟后,使得废盐充分溶解得到溶液;
(3)保持搅拌并向步骤(2)所得溶液中加入正己烷和油酸钠,正己烷和油酸钠分别占步骤(2)过滤所得溶液的0.1wt%,静置3分钟后分层,然后分离上下层液体;
(4)保持搅拌,在步骤(3)所得下层溶液中加入碳酸钠溶液(浓度为10g/L)3ml,之后静置6分钟,可观察到溶液中出现细微的沉淀,过滤;
(5)向步骤(4)过滤所得溶液中加入1.5ml盐酸溶液(浓度为1mol/L),去除剩余的碳酸钠,静置3分钟后加热,待氯化钠结晶;
(6)取出晶种,于60~90℃干燥至恒重后称量;
(7)将步骤(3)上层液体上得到的碳烘干后回收;
(8)将步骤(4)得到的滤渣干燥回收。
本实施例处理5克氯化钠废盐渣,回收了5.41克氯化钠,产率为0.94,产品经测试达到工业氯化钠(GB/T 6009-2014)II类一等品标准。同时回收了0.35克碳材料,产品可高值化利用。
实施例2
(1)在焙烧温度为250℃条件下,焙烧的气氛为氩气,将56克氯化钠废盐渣放入马弗炉中焙烧2h,使其温度降为室温后称量;
(2)在室温24℃条件下,在步骤(1)降温称量后的废盐中加入300毫升水中,充分搅拌5分钟后,使得废盐充分溶解得到溶液;
(3)保持搅拌并向步骤(2)过滤所得溶液中加入正己烷和油酸钠,正己烷和油酸钠分别占步骤(2)过滤所得溶液的0.1wt%,静置3分钟后分层,然后分离上下层液体;
(4)保持搅拌,在步骤(3)所得下层溶液中加入碳酸钠溶液(浓度为10g/L)32ml,之后静置6分钟,可观察到溶液中出现细微的沉淀,过滤;
(5)向步骤(4)过滤所得溶液中加入20ml盐酸溶液(浓度为1mol/L),去除剩余的碳酸钠,静置3分钟后加热,待氯化钠结晶;
(6)取出晶种,于60~90℃干燥至恒重后称量;
(7)将步骤(3)上层液体上得到的碳烘干后回收;;
(8)将步骤(4)得到的滤渣干燥回收。
本实施例处理56克氯化钠废盐渣,回收了58.6克氯化钠,产率为0.96,产品经测试达到工业氯化钠(GB/T 6009-2014)II类一等品标准。同时回收了3.92克碳材料,产品可高值化利用。
实施例3
(1)在焙烧温度为250℃条件下,焙烧的气氛为氩气,将250克氯化钠废盐渣放入马弗炉中焙烧2h,使其温度降为室温后称量;
(2)在室温24℃条件下,在步骤(1)降温称量后的废盐中加入1.5升水中,充分搅拌5分钟后,使得废盐充分溶解得到溶液;
(3)保持搅拌并向步骤(2)过滤所得溶液中加入正己烷和油酸钠,正己烷和油酸钠分别占步骤(2)过滤所得溶液的0.1wt%,静置3分钟后分层,然后分离上下层液体;
(4)保持搅拌,在步骤(3)所得下层溶液中加入碳酸钠溶液(浓度为10g/L)160ml,之后静置6分钟,可观察到溶液中出现细微的沉淀,过滤;
(5)向步骤(4)过滤所得溶液中加入100ml盐酸溶液(浓度为1mol/L),去除剩余的碳酸钠,静置3分钟后加热,待氯化钠结晶;
(6)取出晶种,于60~90℃干燥至恒重后称量;
(7)将步骤(3)上层液体上得到的碳烘干后回收;
(8)将步骤(4)得到的滤渣干燥回收。
本实施例处理250克氯化钠废盐渣,回收了251克氯化钠,产率为0.98,产品经测试达到工业氯化钠(GB/T 6009-2014)II类一等品标准。同时回收了17.5克碳材料,产品可高值化利用。
实施例4
(1)在焙烧温度为250℃条件下,焙烧的气氛为氩气,将500克氯化钠废盐渣放入马弗炉中焙烧2h,使其温度降为室温后称量;
(2)在室温24℃条件下,在步骤(1)降温称量后的废盐中加入3.1升水中,充分搅拌5分钟后,使得废盐充分溶解得到溶液;
(3)保持搅拌并向步骤(2)过滤所得溶液中加入正己烷和油酸钠,正己烷和油酸钠分别占步骤(2)过滤所得溶液的0.1wt%,静置3分钟后分层,然后分离上下层液体;
(4)保持搅拌,在步骤(3)所得下层溶液中加入碳酸钠溶液(浓度为10g/L)320ml,之后静置6分钟,可观察到溶液中出现细微的沉淀,过滤;
(5)向步骤(4)过滤所得溶液中加入200ml盐酸溶液(浓度为1mol/L),去除剩余的碳酸钠,静置3分钟后加热,待氯化钠结晶;
(6)取出晶种,于60~90℃干燥至恒重后称量;
(7)将步骤(3)上层液体上得到的碳烘干后回收;
(8)将步骤(4)得到的滤渣干燥回收。
本实施例处理500克氯化钠废盐渣,回收了510克氯化钠,产率为0.97,产品经测试达到工业氯化钠(GB/T 6009-2014)II类一等品标准。同时回收了35克碳材料,产品可高值化利用。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种低温焙烧和界面调控连用法资源化全利用氯化钠废盐渣的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将氯化钠废盐渣经焙烧后冷却到室温,在冷却后所得固体中加入水,搅拌使其溶解完全得到溶液,所述焙烧的温度为200~300℃,所述焙烧的时间为1~3h,所述焙烧的气氛为惰性气体气氛;
(2)取步骤(1)得到的溶液,边搅拌边加入正己烷和油酸钠,加入完毕后静置分层,然后分离上下层液体,上层液体进行烘干回收得到碳;
(3)取步骤(2)分离得到的下层溶液,边搅拌边加入碳酸钠,加入完毕后静置并过滤,过滤得到的滤渣进行干燥回收;
(4)向步骤(3)过滤得到的溶液中加入盐酸,静置后加热,分离加热析出的晶体并干燥。
2.根据权利要求1所述低温焙烧和界面调控连用法资源化全利用氯化钠废盐渣的方法,其特征在于,步骤(1)中所述氯化钠废盐渣与水的配比为0.11~0.19kg/L。
3.根据权利要求2所述低温焙烧和界面调控连用法资源化全利用氯化钠废盐渣的方法,其特征在于,步骤(2)所述正己烷和油酸钠的加入量分别占步骤(1)得到的溶液的0.1wt%。
4.根据权利要求3所述低温焙烧和界面调控连用法资源化全利用氯化钠废盐渣的方法,其特征在于,步骤(3)所述碳酸钠与氯化钠废盐渣的质量比为5.5~6.5:1000。
5.根据权利要求4所述低温焙烧和界面调控连用法资源化全利用氯化钠废盐渣的方法,其特征在于,步骤(4)所述盐酸的用量与氯化钠废盐渣的配比为0.3~0.4:1mol/kg。
6.根据权利要求1~4任一项所述低温焙烧和界面调控连用法资源化全利用氯化钠废盐渣的方法,其特征在于,步骤(1)所述氯化钠废盐渣来源为原甲酸三甲酯工艺副产废盐渣。
7.根据权利要求1~4任一项所述低温焙烧和界面调控连用法资源化全利用氯化钠废盐渣的方法,其特征在于,步骤(3)所述碳酸钠为浓度为10g/L的碳酸钠溶液,步骤(4)所述盐酸为浓度为1mol/L的盐酸溶液。
8.根据权利要求1~4任一项所述低温焙烧和界面调控连用法资源化全利用氯化钠废盐渣的方法,其特征在于,步骤(3)所述静置的时间为3~6min,步骤(4)所述静置的时间为2~3min。
9.根据权利要求1~4任一项所述低温焙烧和界面调控连用法资源化全利用氯化钠废盐渣的方法,其特征在于,步骤(1)所述的室温为22~25℃,步骤(2)所述的碳为轻质碳。
10.根据权利要求1~4任一项所述低温焙烧和界面调控连用法资源化全利用氯化钠废盐渣的方法,其特征在于,步骤(4)所述干燥的温度为60~90℃,步骤(2)所述烘干的温度为60~90℃。
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