CN1297847A - 氨碱废液与含硫酸钠废液综合利用方法 - Google Patents

Abstract

一种氨碱废液与含硫酸钠废液综合利用的方法,分离将碱废液中的水不溶物后,将氨碱废液与含硫酸钠的废液进行反应,生成石膏和氯化钠溶液,分离出石膏沉淀,再加纯碱反应,分离生成的轻质碳酸钙沉淀得到轻质碳酸钙产品,余下以氯化钠为主要成分、少量过剩纯碱、微量钙离子和硫酸酸根离子的淡盐水,作为制碱原料返回制碱过程中,将两种废液以废治废,副产石膏和轻质碳酸钙产品,既治理了废液,又回收了资源,节约了能源。

Description

氨碱废液与含硫酸钠废液综合利用方法

本发明涉及一种化合物生产过程中废液综合利用的生产方法，特别是将多种废液联合治理，同时回收有用成份的废液综合利用的方法。

现有技术中，用氨碱法生产纯碱，每产一吨纯碱就必须排放10立方米、100℃左右热的氨碱废液，其中，水溶性无机盐氯化钙CaCl₂约1.2吨，氯化钠NaCl约0.43吨。随氨碱废液带走的食盐NaCl就占每吨纯碱投入原料食盐总量的28％～30％。既浪费了化学物质，又污染了环境。现有技术中处理氨碱废液的方法，如中国专利CN86107909所述，以海盐生产与氨碱厂联合生产，既得原盐水直接供制碱，制碱产生的氨碱废液再送回盐田继续晒盐。其存在的缺点是：需占用大面积的盐田，需耗费大量人力采收原盐。对于没有晒盐条件的碱厂根本不能使用。而用其他方法处理氨碱废液，则需耗用大量的能源，而且处理的量非常有限，不可能完全解决氨碱废液问题，因而氨碱废液的处理问题已成为制碱行业和海洋化工领域中长期以来有待解决的大难题。而现有技术中含硫酸钠的废液一般都是作为中性废水直接排放。如生产“白炭黑”或“硅铝白”产生的含硫酸钠的废液是直接排放的。现有技术处理方法的不合理，造成了环境的污染和资源的浪费。

本发明的目的是针对现有技术不足，提出了一种将氨碱法生产纯碱排放的氨碱废液与含硫酸钠的废液综合利用的方法。

本发明的目的是由以下技术方案来达到，本发明是一种氨碱废液与含硫酸钠废液综合利用的方法，其特点是：将以食盐为原料、氨碱法制碱产生的氨碱废液中的水不溶物分离，得到含水溶性无机盐氯化钙CaCl₂和氯化纳NaCl的精制氨碱废液，对精制氨碱废液进行取样分析，测出其钙离子Ca²⁺的含量，对含硫酸钠Na₂SO₄的废液进行取样分析，测出其硫酸酸根(SO₄)^2-的含量，按使其完全反应的量将过量的精制氨碱废液与含硫酸钠Na₂SO₄的废液进行充分反应，生成石膏CaSO₄.2H₂O↓沉淀和氯化纳NaCl溶液，分离石膏沉淀，剩下的料液就是氯化纳NaCl溶液和以过量的氯化钙CaCl₂、溶解度含量的石膏CaSO₄.2H₂O为主的杂质，再加入能与其完全反应的过量的纯碱Na₂CO₃进行充分反应，生成轻质碳酸钙CaCO₃沉淀，分离轻质碳酸钙CaCO₃沉淀得到轻质碳酸钙CaCO₃产品，余下的液体为：以氯化纳NaCl溶液为主要成分、少量过剩纯碱、微量钙离子和硫酸酸根(SO₄)^2-离子的淡盐水，再将其作为制碱原料返回氨碱法制碱过程中精制饱和食盐水阶段。

其中，分离出的氨碱废液中的水不溶物，是按原有技术的方法处理。在精制氨碱废液与含硫酸钠Na₂SO₄的废液反应，生成石膏CaSO₄.2H₂O ↓沉淀和氯化纳NaCl溶液的反应过程中，发生的化学反应方程如下：

分离石膏沉淀后，向剩下的料液中加入纯碱Na₂CO₃去除过量的氯化钙CaCl₂、溶解度含量的石膏CaSO₄.2H₂O杂质生成轻质碳酸钙CaCO₃的化学反应方程如下：

最终，含硫酸钠废液里的硫酸根SO₄ ^2-以及精制氨碱废液中的钙离子Ca²⁺以石膏CaSO₄、轻质碳酸钙CaCO₃产品形式被利用了，而其中的钠离子Na⁺和氯离子Cl^-，以NaCl淡盐水形式回制碱过程被利用，成为制碱调制饱和精盐水的原料了。如将制碱与“白炭黑”或“硅铝白”及“硅铝白”的前段产品“活化粘土”联产，如此建立的联产生产流程，全过程中的废液全部在流程中自身消化利用掉了，实现了对外完全无废液。解决了制碱过程中氨碱废液及含硫酸钠废液处理的大问题。

本发明的目的还可以通过以下方案进一步达到。前述的氨碱废液与含硫酸钠废液综合利用的方法，其特点是将氨碱废液的部分热量通过热交换器为生产工序中的化学反应提供热源。

这样，氨碱废液中带走的热量，即100～50℃间的显热，可以被回收，作为提供合成“白炭黑”或“硅铝白”反应60～90℃的热源。

本发明与现有技术相比，利用产生氨碱废液的氨碱法制碱与产生含硫酸钠[Na₂SO₄]废液的产品进行联合生产的手段，如将制碱与“白炭黑”或“硅铝白”联产，将它们产生的各种废水以废治废，综合利用，副产石膏[CaSO₄.2H₂O]和轻质碳酸钙[CaCO₃]产品，同时将回收的氯化钠溶液返回生产纯碱的流程。还能够回收利用氨碱废液的部分热能。既治理了废液，又回收了资源，节约了能源。

附图为本发明的工艺流程图。

实施例一。下面的实施例进一步描述了本发明的发明内容。本实施例的氨碱废液与含硫酸钠废液综合利用的方法如下：

将氨碱法制碱与对用湿法硫酸活化法制造“活化粘土”的后延产品-“硅铝白”联产，将制碱产生的氨碱废液中的水不溶物分离，得到含水溶性无机盐氯化钙CaCl₂和氯化纳NaCl的精制氨碱废液32.902升，对精制氨碱废液进行取样分析，测出每升精制氨碱废液中含钙离子Ca²⁺42.17克、含氯根Cl^- 102.50克，对生产“硅铝白”产生的含硫酸钠Na₂SO₄的废液进行取样分析，测出每升含硫酸钠Na₂SO₄的废液中含硫酸酸根(SO₄)^2-20.92克、其PH值为8.25，将钙离子Ca²⁺与硫酸酸根(SO₄)^2-按摩尔比1.5∶1比例的量，使精制氨碱废液与含硫酸钠Na₂SO₄的废液在常温下进行100分钟的反应，生成石膏CaSO₄.2H₂O↓沉淀和氯化纳NaCl溶液，过滤分离石膏沉淀，并将石膏沉淀用20.416升常温水淋洗滤干，将得到的6.17公斤湿滤饼在50℃下烘干后，得3.607公斤石膏产品CaSO₄.2H₂O，其纯度为101.245％，(结晶水21.19％)，白度为97.5％。剩下171.977升料液就是氯化纳NaCl溶液和以过量的氯化钙CaCl₂、溶解度含量的石膏CaSO₄.2H₂O为主的杂质，其每升料液含钙离子Ca²⁺3.86克、含氯根Cl^-21.64克、含硫酸酸根(SO₄)^2-1.77克、其PH值为6-7，将钙离子Ca²⁺与纯碱Na₂CO₃按摩尔比1.3∶1比例的量，向该料液中再加入2.331公斤纯度为97.97％的纯碱Na₂CO₃，常温下进行60分钟的充分反应，生成轻质碳酸钙CaCO₃沉淀，过滤分离轻质碳酸钙CaCO₃沉淀，用8.019升水淋洗滤干得2.7公斤湿滤饼，再于130℃下烘干，得到轻质碳酸钙CaCO₃产品1.681公斤，其纯度为97.31％，白度为90.6％。余下的液体为179.401升以氯化纳NaCl溶液为主要成分、少量过剩纯碱、微量钙离子和硫酸酸根[(SO₄)^2-]离子的淡盐水，其每升淡盐水中含钙离子Ca²⁺0.002克、含氯根Cl^-20.73克、含硫酸酸根(SO₄)^2-1.65克、含纯碱Na₂CO₃ 1.845克，含食盐NaCl 34.16克，PH值为9-10。再将其作为制碱原料返回氨碱法制碱过程中精制饱和食盐水阶段。

实施例二。下面的实施例继续描述了本发明的发明内容。本实施例的氨碱废液与含硫酸钠废液综合利用的方法如下：

将氨碱法制碱与生产“白炭黑”产品联产，将制碱产生的氨碱废液中的水不溶物分离，得到含水溶性无机盐氯化钙CaCl₂和氯化纳NaCl的精制氨碱废液6.735升，对精制氨碱废液进行取样分析，测出每升精制氨碱废液中含钙离子Ca²⁺42.1 7克、含氯根Cl^-102.50克，对生产“白炭黑”产生的含硫酸钠Na₂SO₄的废液进行取样分析，测出每升含硫酸钠Na₂SO₄的废液中含硫酸酸根(SO₄)^2-32.42克、含二氧化硅SiO₂ 0.274克，其PH值为7.71，将7.55公斤精制氨碱废液与15.7升上述含硫酸钠Na₂SO₄的废液在常温下进行60分钟的搅拌反应，生成石膏CaSO₄.2H₂O↓沉淀和氯化纳NaCl溶液，真空过滤分离石膏沉淀，并将石膏沉淀用4.2升常温水淋洗滤干，将得到的1.27公斤湿滤饼，在50℃下烘干后，得0.742公斤石膏产品CaSO₄.2H₂O，其纯度为97.8％。剩下25.640升料液就是氯化纳NaCl溶液和以过量的氯化钙CaCl₂、溶解度含量的石膏CaSO₄.2H₂O为主的杂质，其每升料液含钙离子Ca²⁺3.69克、含氯根Cl^-21.60克、含硫酸酸根(SO₄)^2-1.72克，将钙离子Ca²⁺与纯碱Na₂CO₃按摩尔比1.3∶1比例的量，向该25.640升料液中再加入0.332公斤纯度为97.97％的纯碱Na₂CO₃，常温下进行30分钟的搅拌反应，生成轻质碳酸钙CaCO₃沉淀，空真过滤分离轻质碳酸钙CaCO₃沉淀，用1.166升水淋洗滤干得0.389公斤湿滤饼，再于130℃下烘干，得到轻质碳酸钙CaCO₃产品0.239公斤，其纯度为97.9％。余下的液体为37.550升以氯化纳NaCl溶液为主要成分、少量过剩纯碱、微量钙离子和硫酸酸根[(SO₄)^2-]离子的淡盐水，其每升淡盐水中含钙离子Ca²⁺0.0028克、含氯根Cl^-20.59克、含硫酸酸根(SO₄)^2-1.68克、含纯碱Na₂CO₃1.58克，含食盐NaCl 33.90克，PH值为9-10。再将其作为制碱原料返回氨碱法制碱过程中精制饱和食盐水阶段。将氨碱废液的热量通过热交换器为“白炭黑”生产工序中的化学反应提供热源。

实施例三。下面的实施例继续描述了本发明的发明内容。本实施例的氨碱废液与含硫酸钠废液综合利用的方法如下：

将氨碱法制碱与对用湿法硫酸活化法制造“活化粘土”的后延产品-“硅铝白”联产，将制碱产生的氨碱废液中的水不溶物分离，得到含水溶性无机盐氯化钙CaCl₂和氯化纳NaCl的精制氨碱废液205.91升，对精制氨碱废液进行取样分析，测出每升精制氨碱废液中含钙离子Ca²⁺42.17克、含氯根Cl^-102.50克，对生产“硅铝白”产生的含硫酸钠Na₂SO₄的废液进行取样分析，测出每升含硫酸钠Na₂SO₄的废液中含硫酸酸根(SO₄)^2-20.92克、其PH值为8.25，将钙离子Ca²⁺与硫酸酸根(SO₄)^2-按摩尔比1.6∶1比例的量，使精制氨碱废液与含硫酸钠Na₂SO₄的废液在常温下进行40分钟的反应，生成石膏CaSO₄.2H₂O ↓沉淀和氯化纳NaCl溶液，过滤分离石膏沉淀，并将石膏沉淀用20.416升常温水淋洗滤干，将得到的50公斤湿滤饼在20℃下烘干后，得18公斤石膏产品CaSO₄.2H₂O，其纯度为101.245％，(结晶水21.19％)，白度为97.5％。剩下905升料液就是氯化纳NaCl溶液和以过量的氯化钙CaCl₂、溶解度含量的石膏CaSO₄.2H₂O为主的杂质，其每升料液含钙离子Ca²⁺3.86克、含氯根Cl^-21.64克、含硫酸酸根(SO₄)^2-1.65克、其PH值为6-7，将钙离子Ca²⁺与纯碱Na₂CO₃按摩尔比1.0∶1比例的量，向该料液中再加入9.435公斤纯度为97.97％的纯碱Na₂CO₃，常温下进行20分钟的充分反应，生成轻质碳酸钙CaCO₃沉淀，过滤分离轻质碳酸钙CaCO₃沉淀，用8.019升水淋洗滤干得14.208公斤湿滤饼，再于130℃下烘干，得到轻质碳酸钙CaCO₃产品8.841公斤，其纯度为97.31％，白度为90.6％。余下的液体为944.098升以氯化纳NaCl溶液为主要成分、少量过剩纯碱、微量钙离子和硫酸酸根[(SO₄)^2-]离子的淡盐水，其每升淡盐水中含钙离子Ca²⁺0.002克、含氯根Cl^-20.73克、含硫酸酸根(SO₄)^2-1.65克、含纯碱Na₂CO₃ 1.845克，含食盐NaCl 34.16克，PH值为9-10。再将其作为制碱原料返回氨碱法制碱过程中精制饱和食盐水阶段。

Claims (2)

1、一种氨碱废液与含硫酸钠废液综合利用的方法，其特征在于：将以食盐为原料、氨碱法制碱产生的氨碱废液中的水不溶物分离，得到含水溶性无机盐氯化钙[CaCl₂]和氯化纳[NaCl]的精制氨碱废液，对精制氨碱废液进行取样分析，测出其钙离子[Ca²⁺]的含量，对含硫酸钠[Na₂SO₄]的废液进行取样分析，测出其硫酸酸根[(SO₄)^2-]的含量，按使其完全反应的量将过量的精制氨碱废液与含硫酸钠[Na₂SO₄]的废液进行充分反应，生成石膏[CaSO₄.2H₂O↓]沉淀和氯化纳[NaCl]溶液，分离石膏沉淀，剩下的料液就是氯化纳[NaCl]溶液和以过量的氯化钙[CaCl₂]、溶解度含量的石膏[CaSO₄.2H₂O]为主的杂质，再加入能与其完全反应的过量的纯碱[Na₂CO₃]进行充分反应，生成轻质碳酸钙[CaCO₃]沉淀，分离轻质碳酸钙[CaCO₃]沉淀得到轻质碳酸钙[CaCO₃]产品，余下的液体为：以氯化纳[NaCl]溶液为主要成分、少量过剩纯碱、微量钙离子和硫酸酸根[(SO₄)^2-]离子的淡盐水，再将其作为制碱原料返回氨碱法制碱过程中精制饱和食盐水阶段。

2、根据权利要求1所述的氨碱废液与含硫酸钠废液综合利用的方法，其特征在于将氨碱废液的部分热量通过热交换器为生产工序中的化学反应提供热源。