CN114031104A - 一种溶剂置换生产硫酸钙与HCl再生的复合工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种溶剂置换生产硫酸钙与HCl再生的复合工艺，包括以下步骤：a)将蒸氨渣使用盐酸溶解过滤得氯化钙溶液；b)将氯化钙溶液与硫酸加入到结晶器中搅拌混合，反应结束后停止搅拌，并陈化一段时间，陈化结束后固液分离得到二水硫酸钙固体和滤液一；c)向滤液一种加入有机诱导沉淀剂并搅拌混合，反应结束后固液分离得到二水硫酸钙固体及滤液二；d)滤液二通过低温蒸馏回收有机诱导沉淀剂及再生盐酸。本发明采用上述结构的一种溶剂置换生产硫酸钙与HCl再生的复合工艺，能够同时生产二水硫酸钙及再生盐酸，整个工艺流程操作简单、分离效率高、设备投资低、运行成本低、能耗低，环保无污染。
Description
技术领域
本发明涉及硫酸钙制备技术领域，特别是涉及一种溶剂置换生产硫酸钙与HCl再生的复合工艺。
背景技术
工业化生产中大多数厂家用石灰作为碱源将溶液中多余的氨氮化合物去除，蒸氨渣在很多行业都可得到应用。目前，国内对蒸氨渣处理为压滤堆放和入海排放等方式，压滤堆放占用大量土地资源，并且但由蒸氨渣成分可以看出，蒸氨渣呈碱性并含有大量有价金属，其直接压滤堆放不仅会使土壤碱化，其中的有害成分经过风化淋滤、地表径流后还会入侵污染水体和土壤，废液排海则可能破坏海洋生态平衡，沉积下来可能会危及航道运输，还会造成资源的浪费，不利于循环经济的发展，因此，在环保要求越来越严格的情况下寻找一种蒸氨渣的处理方法迫在眉睫。蒸氨渣含有大量的钙盐，是潜在的钙源，利用蒸氨渣作为钙源制备硫酸钙不仅可以产生经济效益而且可以解决蒸氨渣污染环境的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种溶剂置换生产硫酸钙与HCl再生的复合工艺，能够同时生产二水硫酸钙及再生盐酸，整个工艺流程操作简单、分离效率高、设备投资低、运行成本低、能耗低，环保无污染。
为实现上述目的，本发明提供了一种溶剂置换生产硫酸钙与HCl再生的复合工艺，包括以下步骤：
a)将蒸氨渣使用盐酸溶解过滤得氯化钙溶液；
b)将所述氯化钙溶液与硫酸加入到结晶器中搅拌混合，反应结束后停止搅拌，并陈化一段时间，陈化结束后固液分离得到二水硫酸钙固体和滤液一；
c)向所述滤液一种加入有机诱导沉淀剂并搅拌混合，反应结束后固液分离得到二水硫酸钙固体及滤液二；
d)所述滤液二通过低温蒸馏回收有机诱导沉淀剂及再生盐酸，所述有机诱导沉淀剂返回所述滤液一中循环使用。
优选的，所述氯化钙溶液的浓度为2～6mol/L。
优选的，步骤b)中，所述硫酸的浓度为4～8mol/L，所述硫酸匀速加入，加入的时间为1～4小时，反应温度为5～40℃，所述搅拌速度为100～300r/min，所述陈化时间为1～8h。
优选的，步骤c)中，所述有机诱导沉淀剂为异丙醇、异丙胺、乙胺等有机溶剂中的一种或多种组合。
优选的，所述有机诱导沉淀剂与所述滤液一的体积比为0.1～6:1，搅拌时间为0.5～4.0h。
优选的，步骤d)中，所述蒸馏温度为60-80℃，回收的所述有机诱导沉淀剂为含水12％的共沸物。
优选的，所述固液分离采用的设备为压滤机、沉降离心机、沉降浓密机、浮球澄清器、袋式过滤器、分离柱等中的一种或多种。
在水溶液中加入低沸点的水溶性有机诱导沉淀剂，基于“盐析效应”来析出滤液一中溶解在水中的硫酸钙结晶，这使得硫酸钙通过沉淀和过滤的方法从水溶液中分离出来。这是由于在极性有机分子和无机离子之间存在着争夺水分子的竞争，由于有机溶剂对水表现出更高的亲和力，更容易捕获溶液中的水分子，从而使盐沉淀、析出。因此，选择适当的水溶性溶剂可以获得高的溶质回收率。异丙醇-水的共沸温度为80℃，此条件下异丙醇分压为692mmHg，3M的HCl分压为0.73mmHg可以有效的将异丙醇和盐酸分离。
本发明的有益效果为：
(1)生产过程中无需其它添加剂且有机诱导沉淀剂能够实现再生循环使用；
(2)利用蒸氨渣生产二水硫酸钙的同时能够再生盐酸提高了工艺系统的优越性；
(3)整个工艺流程操作简单、分离效率高、设备投资低、运行成本低、能耗低、环保无污染。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1是本发明一种溶剂置换生产硫酸钙与HCl再生的复合工艺的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进一步描述，实施例中所用各种化学品和试剂如无特别说明均为市售购买。
实施例1
在20℃条件下制备2.0mol/L的氯化钙溶液1.0L，1.0h内将4.0mol/L、0.5L的硫酸匀速的加入氯化钙溶液中，控制温度为20℃，反应过程中搅拌速度为200r/min，反应结束后陈化4.0h。然后用布氏漏斗和循环水式真空泵过滤得到二水硫酸钙固体和滤液一；在滤液一中缓慢的加入异丙醇，异丙醇的加入量为滤液一体积的1倍(即O/A＝1：1)，边滴加边搅拌，搅拌4小时后停止搅拌，用布氏漏斗和循环水式真空泵过滤混合溶液得二水硫酸钙固体和含异丙醇的盐酸滤液二，滤液二在80℃条件下蒸馏得到异丙醇和水的共沸物，其中异丙醇含量在87.8％，水含量在12.2％左右，再生的异丙醇返回滤液一循环使用，未蒸馏出的溶液为再生的盐酸溶液。最终得到纯度为98.9％二水硫酸钙516.0g。
实施例2
在20℃条件下制备3.0mol/L的氯化钙溶液1.0L，1.0h内将3.0mol/L、1.0L的硫酸匀速的加入氯化钙溶液中，控制温度为20℃，反应过程中搅拌速度为200r/min，反应结束后陈化6.0h。然后用布氏漏斗和循环水式真空泵过滤得到二水硫酸钙固体和滤液一；在滤液一中缓慢的加入异丙醇，异丙醇的加入量为滤液一体积的2倍(即O/A＝2：1)，边滴加边搅拌，搅拌4小时后停止搅拌，用布氏漏斗和循环水式真空泵过滤混合溶液得二水硫酸钙固体和含异丙醇的盐酸滤液二，滤液二在80℃条件下蒸馏得到异丙醇和水的共沸物，其中异丙醇含量在87.9％，水含量在12.1％左右，再生的异丙醇返回滤液一循环使用，未蒸馏出的溶液为再生的盐酸溶液。最终得到纯度为98.7％二水硫酸钙515.5g。
实施例3
在40℃条件下制备3.0mol/L的氯化钙溶液1.0L，1.0h内将6.0mol/L、0.5L的硫酸匀速的加入氯化钙溶液中，控制温度为20℃，反应过程中搅拌速度为100r/min，反应结束后陈化8.0h。然后用布氏漏斗和循环水式真空泵过滤得到二水硫酸钙固体和滤液一；在滤液一中缓慢的加入异丙醇，异丙醇的加入量为滤液一体积的0.5倍(即O/A＝1：2)，边滴加边搅拌，搅拌4小时后停止搅拌，用布氏漏斗和循环水式真空泵过滤混合溶液得二水硫酸钙固体和含异丙醇的盐酸滤液二，滤液二在80℃条件下蒸馏得到异丙醇和水的共沸物，其中异丙醇含量在87.6％，水含量在12.4％左右。再生的异丙醇返回滤液一循环使用，未蒸馏出的溶液为再生的盐酸溶液。最终得到纯度为98.5％二水硫酸钙515.8g。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种溶剂置换生产硫酸钙与HCl再生的复合工艺，其特征在于，包括以下步骤：
a)将蒸氨渣使用盐酸溶解过滤得氯化钙溶液；
b)将所述氯化钙溶液与硫酸加入到结晶器中搅拌混合，反应结束后停止搅拌，并陈化一段时间，陈化结束后固液分离得到二水硫酸钙固体和滤液一；
c)向所述滤液一种加入有机诱导沉淀剂并搅拌混合，反应结束后固液分离得到二水硫酸钙固体及滤液二；
d)所述滤液二通过低温蒸馏回收有机诱导沉淀剂及再生盐酸，所述有机诱导沉淀剂返回所述滤液一中循环使用。
2.根据权利要求1所述的一种溶剂置换生产硫酸钙与HCl再生的复合工艺，其特征在于：所述氯化钙溶液的浓度为2～6mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种溶剂置换生产硫酸钙与HCl再生的复合工艺，其特征在于：步骤b)中，所述硫酸的浓度为4～8mol/L，所述硫酸匀速加入，加入的时间为1～4小时，反应温度为5～40℃，所述搅拌速度为100～300r/min，所述陈化时间为1～8h。
4.根据权利要求1所述的一种溶剂置换生产硫酸钙与HCl再生的复合工艺，其特征在于：步骤c)中，所述有机诱导沉淀剂为异丙醇、异丙胺、乙胺等有机溶剂中的一种或多种组合。
5.根据权利要求1所述的一种溶剂置换生产硫酸钙与HCl再生的复合工艺，其特征在于：所述有机诱导沉淀剂与所述滤液一的体积比为0.1～6:1，搅拌时间为0.5～4.0h。
6.根据权利要求1所述的一种溶剂置换生产硫酸钙与HCl再生的复合工艺，其特征在于：步骤d)中，所述蒸馏温度为60-80℃，回收的所述有机诱导沉淀剂为含水12％的共沸物。
7.根据权利要求1所述的一种溶剂置换生产硫酸钙与HCl再生的复合工艺，其特征在于：所述固液分离采用的设备为压滤机、沉降离心机、沉降浓密机、浮球澄清器、袋式过滤器、分离柱等中的一种或多种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220211 |
|
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