CN116022829A

CN116022829A - 一种从烟气脱硫废盐中回收小苏打的方法

Info

Publication number: CN116022829A
Application number: CN202211693572.3A
Authority: CN
Inventors: 黄涛; 宋东平; 吴迪; 马宇; 龚海洋; 周璐璐; 金俊勋; 张树文
Original assignee: Changshu Institute of Technology
Current assignee: Changshu Institute of Technology
Priority date: 2022-12-28
Filing date: 2022-12-28
Publication date: 2023-04-28

Abstract

本发明公开了一种从烟气脱硫废盐中回收小苏打的方法，包括如下步骤：（1）将磷铵试剂和烟气脱硫废盐，混合，搅拌均匀，得到磷铵脱硫废盐；（2）将水和磷铵脱硫废盐混合，搅拌均匀，过滤，得到小苏打粗液；（3）向小苏打粗液中加入碳酸氢铵水溶液，搅拌至无沉淀产生，过滤，得到小苏打一级提取液；（4）向小苏打一级提取液中通入二氧化碳气体，得到小苏打二级提取液；（5）将小苏打二级提取液风干，得到的晶体即为回收的小苏打。本发明方法制备过程简单，所需原料易得，为从烟气脱硫废盐中提取小苏打提供了可借鉴技术。所制备的小苏打总碱量（以NaHCO₃计，w%）最高大于99%。

Description

一种从烟气脱硫废盐中回收小苏打的方法

技术领域

本发明属于无机废盐资源化利用领域，尤其涉及一种从烟气脱硫废盐中回收小苏打的方法。

背景技术

烟气脱硫废盐是从干法脱酸工艺塔底部回收的已吸附二氧化硫的小苏打废盐。由于布袋除尘工艺无法彻底屏蔽烟气中携带的细小颗粒物质，因此会将灰尘杂质引入到干法脱酸塔中。所以，从干法脱酸工艺塔底部回收小苏打废盐主要含有未反应的小苏打、小苏打分解后形成的碳酸盐、吸附二氧化硫反应生成的硫酸盐以及粉尘类杂质。当前企业所产废盐具有第三方收集后集中处置，废盐处置成本高，处置技术单一，无法做到有效的废盐资源化利用。基于现有行业现状，研发一种从烟气脱硫废盐中回收小苏打的方法不仅可以为解决现有废盐处置过程中存在的问题提供技术参考，而且可以通过回用回收的小苏打直接降低企业运行成本。因此，本发明内容对支撑现有废盐处置行业发展具有一定的实际意义。

发明内容

发明目的：针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供从烟气脱硫废盐中回收小苏打的方法。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种从烟气脱硫废盐中回收小苏打的方法，包括以下步骤：

(1)将磷铵试剂和烟气脱硫废盐，混合，搅拌均匀，得到磷铵脱硫废盐；

(2)将水和磷铵脱硫废盐混合，搅拌均匀，过滤，得到小苏打粗液；

(3)向小苏打粗液中加入碳酸氢铵水溶液，搅拌至无沉淀产生，过滤，得到小苏打一级提取液；

(4)向小苏打一级提取液中通入二氧化碳气体，得到小苏打二级提取液；

(5)将小苏打二级提取液风干，得到的晶体即为回收的小苏打。

进一步地，步骤(1)中所述的磷铵试剂和烟气脱硫废盐的质量比为2.5～7.5:100。

进一步地，步骤(1)中所述的磷铵试剂为磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铵中任意一种。

进一步地，步骤(2)中所述的液固比为0.5～1.5:1mL:g。

进一步地，步骤(2)中所述的搅拌时间为20～120分钟。

进一步地，步骤(3)中所述碳酸氢铵水溶液浓度为0.5～10.5M。

进一步地，步骤(4)中得到的小苏打二级提取液pH为7.7～8.3。

进一步地，步骤(5)中所述的风干温度为15～45℃。

反应机理：混合水和磷铵脱硫废盐，搅拌过程中，磷铵试剂和烟气脱硫废盐中的可溶盐(主要包括：硫酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠及少量重金属氯化物)快速溶解并发生反应，生成硫酸铵沉淀、磷酸盐基沉淀和碳酸氢钠。向小苏打粗液滴入碳酸氢铵水溶液，同时搅拌小苏打粗液，可以促进小苏打粗液中残余硫酸根及杂质离子的快速去除，生成硫酸铵沉淀和碳酸盐沉淀。同时硫酸铵沉淀还可通过络合共沉淀进一步去除小苏打粗液中的重金属杂质。向小苏打一级提取液中通入二氧化碳气体可促进碳酸氢根生成和杂质离子的进一步去除，从而实现小苏打的进一步提纯。最后将小苏打二级提取液风干，得到的晶体为所回收的小苏打。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下突出的显著优点：本发明制备过程简单，所需原料易得，为从烟气脱硫废盐中提取小苏打提供了可借鉴技术。所制备的小苏打总碱量(以NaHCO₃计，w％)最高大于99％。

附图说明

图1为一种从小苏打脱硫产物中提取硫酸钠的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

烟气脱硫废盐来源：烟气脱硫废盐由杭州某垃圾焚烧发电厂脱硫塔排污口收集，主要含有54.67％的硫酸钠、25.16％碳酸钠、11.45％碳酸氢钠以及其它杂质(粉尘、重金属污染物、无机氯化物等)。

实施例1磷铵试剂和烟气脱硫废盐质量比对所提取小苏打总碱量影响

按照质量比1:100、1.5:100、2:100、2.5:100、5:100、7.5:100、8.5:100、9.5:100、10:100分别称取磷铵试剂和烟气脱硫废盐，混合，搅拌均匀，得到磷铵脱硫废盐，其中磷铵试剂为磷酸二氢铵。按照液固比0.5:1mL:g混合水和磷铵脱硫废盐,搅拌20分钟，过滤，得到小苏打粗液。将碳酸氢铵溶解到水中，配碳酸氢铵水溶液，其中碳酸氢铵浓度为0.5M。向小苏打粗液滴入碳酸氢铵水溶液，同时搅拌小苏打粗液，直至无沉淀产生，过滤，得到小苏打一级提取液。向小苏打一级提取液中通入二氧化碳气体，直至pH为7.7，停止通气，得到小苏打二级提取液。将小苏打二级提取液风干，得到的晶体为所回收的小苏打，风干温度为15℃。

小苏打总碱量检测：小苏打总碱量按照国标GB/T 1606执行确定。试验结果见表1。

表1磷铵试剂和烟气脱硫废盐质量比对所提取小苏打总碱量影响

由表1可看出，当磷铵试剂和烟气脱硫废盐质量比小于2.5:100(如表1中，磷铵试剂和烟气脱硫废盐质量比＝2:100、1.5:100、1:100时以及表1中未列举的更低比值)，磷铵试剂掺入量较少，磷铵试剂和烟气脱硫废盐中的可溶盐反应不充分，使得所制备的小苏打中杂质成分增加，小苏打总碱量随着磷铵试剂和烟气脱硫废盐质量比减小显著降低。当磷铵试剂和烟气脱硫废盐质量比等于2.5～7.5:100(如表1中，磷铵试剂和烟气脱硫废盐质量比＝2.5:100、5:100、7.5:100时)，混合水和磷铵脱硫废盐，搅拌过程中，磷铵试剂和烟气脱硫废盐中的可溶盐快速溶解并发生反应，生成硫酸铵沉淀、磷酸盐基沉淀和碳酸氢钠。最终，小苏打总碱量均大于96％。当磷铵试剂和烟气脱硫废盐质量比大于7.5:100(如表1中，磷铵试剂和烟气脱硫废盐质量比＝8.5.:100、9.5:100、10:100时以及表1中未列举的更高比值)，磷铵试剂添加过量，残余的磷酸铵盐增加，使得所制备小苏打中杂质成分增加，小苏打总碱量随着磷铵试剂和烟气脱硫废盐质量比进一步增加反而显著降低。因此，综合而言，结合效益与成本，当磷铵试剂和烟气脱硫废盐质量比等于2.5～7.5:100时，最有利于提高小苏打总碱量。

实施例2碳酸氢铵浓度对所提取小苏打总碱量影响

按照质量比7.5:100分别称取磷铵试剂和烟气脱硫废盐，混合，搅拌均匀，得到磷铵脱硫废盐，其中磷铵试剂为磷酸二氢铵。按照液固比1:1mL:g混合水和磷铵脱硫废盐,搅拌70分钟，过滤，得到小苏打粗液。将碳酸氢铵溶解到水中，配碳酸氢铵水溶液，其中碳酸氢铵浓度为0.25M、0.3M、0.4M、0.5M、5.5M、10.5M、11.5M、12.5M、13M。向小苏打粗液滴入碳酸氢铵水溶液，同时搅拌小苏打粗液，直至无沉淀产生，过滤，得到小苏打一级提取液。向小苏打一级提取液中通入二氧化碳气体，直至pH为8，停止通气，得到小苏打二级提取液。将小苏打二级提取液风干，得到的晶体为所回收的小苏打，风干温度为30℃。

小苏打总碱量检测同实施例1。试验结果见表2。

表2碳酸氢铵浓度对所提取小苏打总碱量影响

由表2可看出，当碳酸氢铵浓度小于0.5M(如表2中，碳酸氢铵浓度＝0.4M、0.3M、0.25M时以及表2中未列举的更低值)，所加入碳酸氢铵浓度较小，小苏打粗液中残余硫酸根及杂质离子去除效果变差，使得所制备小苏打中杂质成分增加，小苏打总碱量随着碳酸氢铵浓度减小显著降低。当碳酸氢铵浓度等于0.5～10.5M(如表2中，碳酸氢铵浓度＝0.5M、5.5M、10.5M时)，向小苏打粗液滴入碳酸氢铵水溶液，同时搅拌小苏打粗液，可以促进小苏打粗液中残余硫酸根及杂质离子的快速去除，生成硫酸铵沉淀和碳酸盐沉淀。最终，小苏打总碱量均大于97％。当碳酸氢铵浓度大于10.5M(如表2中，碳酸氢铵浓度＝11.5M、12.5M、13M时以及表2中未列举的更高值)，所加入碳酸氢铵浓度较高，溶液中未反应的残余碳酸氢铵含量增加，使得所制备小苏打中杂质成分增加，小苏打总碱量随着碳酸氢铵浓度进一步增加反而显著降低。因此，综合而言，结合效益与成本，当碳酸氢铵浓度等于0.5～10.5M时，最有利于提高小苏打总碱量。

实施例3提取液pH对所提取小苏打总碱量影响

按照质量比7.5:100分别称取磷铵试剂和烟气脱硫废盐，混合，搅拌均匀，得到磷铵脱硫废盐，其中磷铵试剂为磷酸二氢铵。按照液固比1.5:1mL:g混合水和磷铵脱硫废盐,搅拌120分钟，过滤，得到小苏打粗液。将碳酸氢铵溶解到水中，配碳酸氢铵水溶液，其中碳酸氢铵浓度为10.5M。向小苏打粗液滴入碳酸氢铵水溶液，同时搅拌小苏打粗液，直至无沉淀产生，过滤，得到小苏打一级提取液。向小苏打一级提取液中通入二氧化碳气体，直至pH为7.4、7.5、7.6、7.7、8、8.3、8.4、8.5、8.6，停止通气，得到小苏打二级提取液。将小苏打二级提取液风干，得到的晶体为所回收的小苏打，风干温度为45℃。

小苏打总碱量检测同实施例1。试验结果见表3。

表3提取液pH对所提取小苏打总碱量影响

由表3可看出，当提取液pH小于7.7(如表3中，提取液pH＝7.6、7.5、7.4时以及表3中未列举的更低值)，提取液pH过低，通入的二氧化碳过量，杂质反溶，使得所制备小苏打中杂质成分增加，小苏打总碱量随着取液pH减小显著降低。当提取液pH等于7.7～8.3(如表3中，碳酸氢铵浓度＝7.7、8、8.3时)，向小苏打一级提取液中通入二氧化碳气体可促进碳酸氢根生成和杂质离子的进一步去除，从而实现小苏打的进一步提纯。最终，小苏打总碱量均大于98％。当提取液pH大于8.3(如表3中，提取液pH＝8.4、8.5、8.6时以及表3中未列举的更高值)，提取液pH过高，通入的二氧化碳不足，杂质去除效果变差，使得所制备小苏打中杂质成分增加，小苏打总碱量随着取液pH进一步增加反而显著降低。因此，综合而言，结合效益与成本，当提取液pH等于7.7～8.3时，最有利于提高小苏打总碱量。

实施例4磷铵试剂对所提取小苏打总碱量影响

按照质量比7.5:100分别称取磷铵试剂和烟气脱硫废盐，混合，搅拌均匀，得到磷铵脱硫废盐，其中磷铵试剂分别为磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铵。按照液固比1.5:1mL:g混合水和磷铵脱硫废盐,搅拌120分钟，过滤，得到小苏打粗液。将碳酸氢铵溶解到水中，配碳酸氢铵水溶液，其中碳酸氢铵浓度为10.5M。向小苏打粗液滴入碳酸氢铵水溶液，同时搅拌小苏打粗液，直至无沉淀产生，过滤，得到小苏打一级提取液。向小苏打一级提取液中通入二氧化碳气体，直至pH为8，停止通气，得到小苏打二级提取液。将小苏打二级提取液风干，得到的晶体为所回收的小苏打，风干温度为45℃。

小苏打总碱量检测同实施例1。试验结果见表4。

表4磷铵试剂对所提取小苏打总碱量影响

由表4可看出，当磷铵试剂为磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铵中任意一种时，小苏打总碱量均大于99％。

实施例5对比工艺对所提取小苏打总碱量影响

本发明工艺：按照质量比7.5:100分别称取磷铵试剂和烟气脱硫废盐，混合，搅拌均匀，得到磷铵脱硫废盐，其中磷铵试剂分别为磷酸二氢铵。按照液固比1.5:1mL:g混合水和磷铵脱硫废盐,搅拌120分钟，过滤，得到小苏打粗液。将碳酸氢铵溶解到水中，配碳酸氢铵水溶液，其中碳酸氢铵浓度为10.5M。向小苏打粗液滴入碳酸氢铵水溶液，同时搅拌小苏打粗液，直至无沉淀产生，过滤，得到小苏打一级提取液。向小苏打一级提取液中通入二氧化碳气体，直至pH为8，停止通气，得到小苏打二级提取液。将小苏打二级提取液风干，得到的晶体为所回收的小苏打，风干温度为45℃。

对比工艺1：按照液固比1.5:1mL:g混合水和烟气脱硫废盐,搅拌120分钟，过滤，得到小苏打粗液。将碳酸氢铵溶解到水中，配碳酸氢铵水溶液，其中碳酸氢铵浓度为10.5M。向小苏打粗液滴入碳酸氢铵水溶液，同时搅拌小苏打粗液，直至无沉淀产生，过滤，得到小苏打一级提取液。向小苏打一级提取液中通入二氧化碳气体，直至pH为8，停止通气，得到小苏打二级提取液。将小苏打二级提取液风干，得到的晶体为所回收的小苏打，风干温度为45℃。

对比工艺2：按照质量比7.5:100分别称取磷铵试剂和烟气脱硫废盐，混合，搅拌均匀，得到磷铵脱硫废盐，其中磷铵试剂分别为磷酸二氢铵。按照液固比1.5:1mL:g混合水和磷铵脱硫废盐,搅拌120分钟，过滤，得到小苏打粗液。向小苏打粗液中通入二氧化碳气体，直至pH为8，停止通气，得到小苏打二级提取液。将小苏打二级提取液风干，得到的晶体为所回收的小苏打，风干温度为45℃。

对比工艺3：按照质量比7.5:100分别称取磷铵试剂和烟气脱硫废盐，混合，搅拌均匀，得到磷铵脱硫废盐，其中磷铵试剂分别为磷酸二氢铵。按照液固比1.5:1mL:g混合水和磷铵脱硫废盐,搅拌120分钟，过滤，得到小苏打粗液。将小苏打粗液风干，得到的晶体为所回收的小苏打，风干温度为45℃。

小苏打总碱量检测同实施例1。试验结果见表5。

表5对比工艺对所提取小苏打总碱量影响

由表5可看出，本发明工艺实现的小苏打总碱量远高于对比工艺1、对比工艺2、对比工艺3，且本发明工艺实现的小苏打总碱量高于对比工艺1和对比工艺2实现的小苏打总碱量之和。

Claims

1.一种从烟气脱硫废盐中回收小苏打的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将磷铵试剂和烟气脱硫废盐混合，搅拌均匀，得到磷铵脱硫废盐；

（2）将水和磷铵脱硫废盐混合，搅拌均匀，过滤，得到小苏打粗液；

（3）向小苏打粗液中加入碳酸氢铵水溶液，搅拌至无沉淀产生，过滤，得到小苏打一级提取液；

（4）向小苏打一级提取液中通入二氧化碳气体，得到小苏打二级提取液；

（5）将小苏打二级提取液风干，得到的晶体即为回收的小苏打。

2.根据权利要求1所述的一种从烟气脱硫废盐中回收小苏打的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的磷铵试剂和烟气脱硫废盐的质量比为2.5~7.5:100。

3.根据权利要求1所述的一种从烟气脱硫废盐中回收小苏打的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的磷铵试剂为磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铵中任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种从烟气脱硫废盐中回收小苏打的方法，其特征在于，步骤（2）中所述水和磷铵脱硫废盐的液固比为0.5~1.5:1 mL:g。

5.根据权利要求1所述的一种从烟气脱硫废盐中回收小苏打的方法，其特征在于，步骤（2）中的搅拌时间为20~120分钟。

6.根据权利要求1所述的一种从烟气脱硫废盐中回收小苏打的方法，其特征在于，步骤（3）中所述碳酸氢铵水溶液浓度为0.5~10.5M。

7.根据权利要求1所述的一种从烟气脱硫废盐中回收小苏打的方法，其特征在于，步骤（4）中得到的小苏打二级提取液pH为7.7~8.3。

8.根据权利要求1所述的一种从烟气脱硫废盐中回收小苏打的方法，其特征在于，步骤（5）中的风干温度为15~45℃。