CN114163152A - 一种硝化废硫酸再利用制备建筑石膏的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硝化废硫酸再利用制备建筑石膏的方法，它涉及工业废酸综合利用技术领域。具体包括以下步骤：将废酸加水稀释，搅拌，加入套用活性炭，搅拌静置后过滤，得到预处理废酸；将预处理废酸加入活性炭，升温搅拌后过滤，再加入活性炭升温搅拌过滤，得到淡黄色澄清液体，滤液用于下一步反应，废活性炭套用；将废碳酸钙加入反应瓶中，加水搅拌均匀，滴加脱色后的废酸，搅拌过滤得到硫酸钙湿品，煅烧得到半水硫酸钙。本发明的优点在于：废酸可得到有效循环使用，生成建筑石膏，抵消废酸液处置成本，减少环境污染，还可取得经济效益；废酸中的残余有机物可得到有效去除，活性炭循环套用，操作步骤简单，降低生产成本。

Description

一种硝化废硫酸再利用制备建筑石膏的方法

技术领域

本发明涉及工业废酸综合利用技术领域，具体涉及一种硝化废硫酸再利用制备建筑石膏的方法。

背景技术

硝化反应是卡酚农药重要的合成步骤，目前工业上硝化反应中最常用到的硝化剂为硝酸与硫酸的混酸。随着人类对全球环境保护的重视，硝化废酸处理是一大难题，许多工厂自己没有能力处理，不得不投入费用交给具有资质的机构去处理，大大增加了公司成本。

现有技术中，公开号为CN104649910A的专利公开了一种酸套用连续化硝化制备2,5-二氯硝基苯的方法，其将硝化废酸先用对二氯苯萃取有机物，同时消耗其中的残留硝酸，萃取后的废酸浓缩后与硝酸配置混酸用于下批次硝化，虽然废酸得到了有效循环使用，但废酸中的残余有机物仍然存在，影响后续循环使用时的效果；公开号为CN103214388A的专利公开了一种硝化废酸的回收利用方法，其将对乙酰氨基苯甲醚与混酸硝化产生的硝化废酸母液为原料，通过通入氨气或加入液氨中和、冷却过滤、有机物分离、脱色氧化、浓缩结晶副产硫酸铵，分离的有机硝化物返回用作硝化原料，浓缩冷凝水回收用于硝化滤饼的洗涤，此发明有效提高了硝化产物收率，实现了废酸资源综合利用，虽然其将废酸与氨气或液氨中和，得到硫酸铵，实现了废酸的再次利用，但是其需要加入另外的物质进行中和，不能对废料进行充分利用，且操作步骤较多，生产成本偏高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种硝化废硫酸再利用制备建筑石膏的方法，能够解决废酸对环境造成污染、废酸的处理需要较高的成本、废酸不能通过简单的步骤得到充分的再利用的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：包括以下步骤：

S1、硝化废酸预处理：将卡酚硝化废酸加入水稀释，室温搅拌0.5~1 h析出有机物，加入套用活性炭，再室温搅拌0.5~1 h，静置0.5~1 h后过滤，得到预处理废酸；

S2、硝化废酸脱色：将得到的预处理废酸加入活性炭，升温，搅拌0.5~1 h后过滤，再将滤液加入活性炭，升温，搅拌0.5~1 h后过滤，得到淡黄色的澄清液体，滤液用于下一步反应，废活性炭套用到步骤S1中进行废酸预处理；

S3、制备硫酸钙副产物：将废碳酸钙加入反应瓶中，加入3~4倍质量的水搅拌均匀，滴加处理好的脱色后的废酸，搅拌1~3 h，过滤得到硫酸钙湿品，硫酸钙湿品放入煅烧窑中煅烧，得到半水硫酸钙。

进一步地，所述步骤S1中，硝化废酸预处理时的加水量与硝化废酸的质量比为1:1。

进一步地，所述步骤S1中，加入的套用活性炭的质量为硝化废酸的0.5~1%。

进一步地，所述步骤S2中硝化废酸脱色时，预处理废酸中加入的活性炭和滤液加入的活性炭的质量为原硝化废酸的0.5~2%。

进一步地，所述步骤S2中硝化废酸脱色时，预处理废酸加入活性炭后和滤液加入活性炭后均升温至50~60℃进行搅拌过滤。

进一步地，所述步骤S3中，硫酸钙湿品放入煅烧窑中煅烧的温度为180~190℃，煅烧时间为16~17 h。

本发明的优点在于：将卡酚硝化产生的废硫酸加水稀释，大部分有机物会析出，再加入套用的活性炭，过滤去除废活性炭；再用活性炭对预处理后的废酸进行脱色；再将处理后的废酸与锂项目车间的废碳酸钙混合制备硫酸钙，高温干燥得到可用作建筑材料的石膏，废酸循环利用时废酸中的残余有机物可得到有效去除，且生成建筑石膏的原料为废酸和废碳酸钙，实现对废料的充分利用，活性炭可循环套用，操作步骤简单，降低生产成本；

废酸可得到有效循环使用，生成建筑石膏半水硫酸钙，废酸实现资源化回收，制备的石膏可以用于建筑材料，不仅可以抵消废酸液处置成本，减少废酸对环境的污染，还可以取得一定的经济效益，解决了工厂废酸处理的难题。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

本具体实施方式采用如下技术方案：

S1、硝化废酸预处理：将卡酚硝化废酸加入水稀释，加水量与硝化废酸的质量比为1:1，室温搅拌0.5~1 h析出有机物，加入套用活性炭，套用活性炭的质量为硝化废酸的0.5~1%，再室温搅拌0.5~1 h，静置0.5~1 h后过滤，得到预处理废酸。

上述优选的废酸和水的质量比1:1既保证了稀释后有机物充分析出，又控制了后续废水的量；优选的搅拌和静置时间为0.5~1 h，保证了有机物析出时间足够，预处理尽可能去除大部分有机物。

S2、硝化废酸脱色：将得到的预处理废酸加入活性炭，加入的活性炭的质量为原硝化废酸的0.5~2%，升温至50~60℃，搅拌0.5~1 h后过滤，再将滤液加入活性炭，加入的活性炭的质量为原硝化废酸的0.5~2%，升温至50~60℃，搅拌0.5~1 h后过滤，得到淡黄色的澄清液体，滤液用于下一步反应，废活性炭套用到步骤S1中进行废酸预处理。

优选的活性炭用量为原废酸质量的0.5~2%，优选的活性炭用量可以保证废酸中的残余有机物被充分吸附，保证处理后的废酸色度达到要求；优选的活性炭脱色次数为两次，保证用较少的活性炭达到更好的脱色效果。

S3、制备硫酸钙副产物：将废碳酸钙加入反应瓶中，加入3~4倍质量的水搅拌均匀，滴加处理好的脱色后的废酸，搅拌1~3 h，过滤得到硫酸钙湿品，硫酸钙湿品放入180~190℃的煅烧窑中煅烧16~17 h，得到半水硫酸钙。

实施例1：

S1、硝化废酸预处理：向500 ml四口烧瓶中加入200g卡酚硝化废酸，加入200g水稀释，室温搅拌1h析出有机物，析出有机物经干燥，称重为3.5g，加入1g活性炭，再室温搅拌1h，静置1h后过滤，去除废活性炭，得到颜色较浅的预处理废酸。

S2、硝化废酸脱色：将得到的预处理废酸加入2g活性炭，升温至60℃，搅拌0.5h后过滤，再将滤液加入2g活性炭，升温至60℃，搅拌0.5h后过滤，得到淡黄色的澄清液体，滤液用于下一步反应，废活性炭套用到步骤S1中进行废酸预处理。

S3、制备硫酸钙副产物：向2L反应瓶中加入200g锂车间的碳酸钙副产物，加入600g水，搅拌均匀后，滴加处理好的脱色后的废酸，滴完搅拌3h，过滤得到硫酸钙湿品，硫酸钙湿品放入煅烧窑中煅烧，180℃煅烧16h得到半水硫酸钙，半水硫酸钙质量为196g。

实施例2：

S1、硝化废酸预处理：向500 ml四口烧瓶中加入300g卡酚硝化废酸，加入300g水稀释，室温搅拌0.5h析出有机物，析出有机物经干燥，称重为5.1g，加入实施例1中步骤S2过滤后的脱色用的活性炭3g，再室温搅拌0.5h，静置0.5h后过滤，得到预处理废酸。

S2、硝化废酸脱色：将得到的预处理废酸加入活性炭6g，升温至50℃，搅拌1h后过滤，再将滤液加入6g活性炭，升温至50℃，搅拌1 h后过滤，得到淡黄色的澄清液体，滤液用于下一步反应，废活性炭套用到步骤S1中进行废酸预处理。

S3、制备硫酸钙副产物：向2L反应瓶中加入300g锂车间的碳酸钙副产物，加入1200g质量的水搅拌均匀后，滴加处理好的脱色后的废酸，滴完搅拌2h，过滤得到硫酸钙湿品，硫酸钙湿品放入190℃煅烧窑中煅烧17h，得到半水硫酸钙，半水硫酸钙质量为275g。

由以上可知，结合工厂实际生产情况，将卡酚硝化废酸经过简单处理后与工厂另一种副产物碳酸钙反应转化为具有一定经济价值的副产物建筑石膏半水硫酸钙，不仅可以抵消废酸液处置成本，减少废酸对环境的污染，还可以取得一定的经济效益，废酸可得到有效循环使用，实现资源化回收，且废酸循环利用时废酸中的残余有机物可得到有效去除，活性炭可循环套用，操作步骤简单，降低生产成本。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种硝化废硫酸再利用制备建筑石膏的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、硝化废酸预处理：将卡酚硝化废酸加入水稀释，室温搅拌0.5~1 h析出有机物，加入套用活性炭，再室温搅拌0.5~1 h，静置0.5~1 h后过滤，得到预处理废酸；

S2、硝化废酸脱色：将得到的预处理废酸加入活性炭，升温，搅拌0.5~1 h后过滤，再将滤液加入活性炭，升温，搅拌0.5~1 h后过滤，得到淡黄色的澄清液体，滤液用于下一步反应，废活性炭套用到步骤S1中进行废酸预处理；

S3、制备硫酸钙副产物：将废碳酸钙加入反应瓶中，加入3~4倍质量的水搅拌均匀，滴加处理好的脱色后的废酸，搅拌1~3 h，过滤得到硫酸钙湿品，硫酸钙湿品放入煅烧窑中煅烧，得到半水硫酸钙。

2.根据权利要求1所述的一种硝化废硫酸再利用制备建筑石膏的方法，其特征在于：所述步骤S1中，硝化废酸预处理时的加水量与硝化废酸的质量比为1:1。

3.根据权利要求1所述的一种硝化废硫酸再利用制备建筑石膏的方法，其特征在于：所述步骤S1中，加入的套用活性炭的质量为硝化废酸的0.5~1%。

4.根据权利要求1所述的一种硝化废硫酸再利用制备建筑石膏的方法，其特征在于：所述步骤S2中硝化废酸脱色时，预处理废酸中加入的活性炭和滤液加入的活性炭的质量为原硝化废酸的0.5~2%。

5.根据权利要求1所述的一种硝化废硫酸再利用制备建筑石膏的方法，其特征在于：所述步骤S2中硝化废酸脱色时，预处理废酸加入活性炭后和滤液加入活性炭后均升温至50~60℃进行搅拌过滤。

6.根据权利要求1所述的一种硝化废硫酸再利用制备建筑石膏的方法，其特征在于：所述步骤S3中，硫酸钙湿品放入煅烧窑中煅烧的温度为180~190℃，煅烧时间为16~17 h。