專利名稱：用硫化堿廢渣制備燒堿、碳酸鈉和硫化鈣的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及硫酸鋇副產(chǎn)硫化鈉法所得硫化堿廢渣的治理和利用的技術(shù)領域，具體 地，涉及用硫化堿廢渣制備燒堿、碳酸鈉和硫化鈣的方法。
背景技術(shù)：
硫化堿(硫化鈉)的工業(yè)生產(chǎn)方法主要有煤粉還原芒硝法、氣體還原法、硫酸鋇副 產(chǎn)硫化鈉法和硫化氫法。其中，硫酸鋇副產(chǎn)硫化鈉法是用煤還原硫酸鋇制取硫化鋇，再加入 硫酸鈉溶液處理，生成硫化鈉和沉淀硫酸鋇，經(jīng)抽濾分離，蒸發(fā)濃縮而得。該方法排出大量 的硫化堿廢渣，其中大部分來自煤中所含的碳，以及未能分離的硫化鈉。經(jīng)檢測，碳酸鈉在 該硫化堿廢渣中的含量達12-15%，而硫化鈉為25-30%?？偹苤蚧c極易溶于水，水溶液呈強堿性，與皮膚和黏膜接觸時有極強的刺 激性和腐蝕性，觸及皮膚和毛發(fā)時會造成灼傷。尤其與水反應生成的硫化氫氣體，吸收人體 后，從而引起中毒至死亡，因此，硫化堿廢渣如果不加以利用和治理，不僅會造成環(huán)境污染， 也存在一定的安全隱患。因此，有必要探索從硫化堿廢渣中提取硫化鈉的方法，從而有效的挖掘硫化堿廢 渣的潛在價值，消除環(huán)境污染和安全隱患。為此，本申請人探索了用硫化堿廢渣制備燒堿、 碳酸鈉和硫化鈣的方法，該方法有效的將硫化堿中的有效成分轉(zhuǎn)化為燒堿、碳酸鈉和硫化鈣。其中，燒堿易溶于水，呈強堿性，都能提供Na+離子。這些性質(zhì)使它們被廣泛地用 于制肥皂、紡織、印染、漂白、造紙、精制石油、冶金及其他化學工業(yè)等各部門中，是一種重要 的化工原料。碳酸鈉是一種重要的化工基本原料，主要用于制造玻璃、洗滌劑、脫除石油和油類 的精制、冶金工業(yè)中硫和磷、選礦、以及銅、鉛、鎳、錫、鈾、鋁等金屬的制備、化學工業(yè)中制取 鈉鹽、金屬碳酸鹽、漂白劑、填料、洗滌劑、催化劑及染料等，用量十分巨大。而硫化鈣由硫酸鈣粉末與焦炭或木屑在高溫下制得?；?000度下將H2S與H2混 合氣體通入碳酸鈣中反應至無水汽產(chǎn)生后，繼續(xù)通吐數(shù)分鐘，放冷制得。其主要用作鞣革 脫毛劑、農(nóng)藥殺菌劑、發(fā)光材料、潤滑劑的添加劑，以及制取獸藥等，也是一種十分有用的工 業(yè)原料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供用硫酸鋇副產(chǎn)硫化鈉法所得硫化堿廢渣制備燒堿、碳酸 鈉和硫化鈣的方法，該方法利用氫氧化鈣與硫化堿廢渣中的硫化鈉和碳酸鈉反應，制得氫 氧化鈉、碳酸鈣和硫化鈣，而后再向碳酸鈣和硫化鈣混合物中加入硫化鈉，從而將碳酸鈣轉(zhuǎn) 化為碳酸鈉，也實現(xiàn)了用硫化堿廢渣制備燒堿、碳酸鈉和硫化鈣，從而實現(xiàn)了變廢為寶，消 除了硫化堿廢渣對環(huán)境的污染。本發(fā)明的技術(shù)方案如下用硫化堿廢渣制備燒堿、碳酸鈉和硫化鈣的方法，用硫酸鋇副產(chǎn)硫化鈉法所得硫化堿廢渣中所含有的硫化鈉和碳酸鈉與氫氧化鈣反應，得到含氫氧 化鈉、碳酸鈣和硫化鈣混合物，經(jīng)過濾將氫氧化鈉與碳酸鈣和硫化鈣分離，濾得的氫氧化鈉 溶液制備為燒堿產(chǎn)品，濾得的碳酸鈣和硫化鈣混合物純化后再與硫化鈉反應，得到含碳酸 鈉和硫化鈣的混合物，經(jīng)過濾將碳酸鈉和硫化鈣分離，濾得的碳酸鈉溶液制備為碳酸鈉產(chǎn) 品，濾得的硫化鈣純化后即為硫化鈣產(chǎn)品；包括如下具體步驟步驟A 折算硫化堿廢渣中硫化鈉含量，并配置硫化堿廢渣懸濁液和氫氧化鈣溶 液；步驟B 將硫化堿廢渣懸濁液和氫氧化鈣溶液以硫化鈉與碳酸鈉純物質(zhì)的摩爾量 之和與氫氧化鈣的摩爾量之比為1 0. 5 1先后投入防腐蝕反應器(1)里，進行化學反 應，得到含氫氧化鈉、碳酸鈣及硫化鈣的混合物；步驟C 將步驟B所得混合物經(jīng)第一過濾器(2)過濾，濾得澄清的含氫氧鈉的溶液 和含碳酸鈣及硫化鈣混合物的濾餅；步驟D 將步驟C得到的含氫氧鈉的溶液送入第一蒸餾器(3)中常壓蒸餾為塊狀 氫氧化鈉產(chǎn)品(4)，即為燒堿；步驟E 將步驟C得到的含碳酸鈣及硫化鈣混合物的濾餅經(jīng)過第一洗滌機(5)洗 滌，得到碳硫混合鈣粗品(6)，將碳硫混合鈣粗品(6)經(jīng)第一干燥機(7)干燥，第一粉碎機 (8)粉碎，得到碳硫混合鈣成品(9)；步驟F 配置硫化鈉溶液，將步驟E所得碳硫混合鈣成品(9)與硫化鈉以碳酸鈣與 硫化鈉純質(zhì)量比1 0.58 0.98先后投入第二防腐蝕反應器(10)中，緩緩攪拌進行化學 反應，生成含碳酸鈉和硫化鈣的混合物；步驟G 將步驟F所得的含碳酸鈉和硫化鈣的混合物經(jīng)第二過濾器(11)過濾，濾 得澄清的含碳酸鈉的溶液和含硫化鈣的濾餅；步驟H 將含碳酸鈉溶液送入第二蒸餾器(12)中蒸餾達到飽和溶液，再用第二噴 霧干燥器(13)干燥，得到粉體碳酸鈉產(chǎn)品(14)；步驟I 將含硫化鈣的濾餅經(jīng)過第二洗滌機(15)洗滌，第二干燥機(16)干燥，第 二粉碎機(17)粉碎，得到硫化鈣成品(18)。所述硫化堿廢渣為用硫酸鋇副產(chǎn)硫化鈉法所得的產(chǎn)物。配置硫化堿廢渣懸濁液前，先將所述硫化堿廢渣粉碎成40目。步驟B所述的化學反應在緩慢攪拌下進行。步驟E洗滌后的洗滌液返回系統(tǒng)重復利用。步驟I洗滌后的洗滌液返回系統(tǒng)重復利用。本發(fā)明所涉及的化學反應的原理為Na2S+Ca (OH) 2 = = = = = 2Na0H+CaSNa2C03+Ca (OH) 2 = = = = = 2Na0H+CaC03CaC03+Na2S = = = = = Na2C03+CaS本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所述用硫化堿廢渣制備燒堿、碳酸鈉和硫化鈣的方 法，該方法將用硫酸鋇副產(chǎn)硫化鈉法所得的硫化堿廢渣轉(zhuǎn)化為工業(yè)原料燒堿、碳酸鈉和硫 化鈣，從而消除了硫化堿廢渣中硫化鈉對環(huán)境的污染，有效利用了硫化堿廢渣的潛在價值， 實現(xiàn)了變廢為寶，是一個很有實用價值的方法。


圖1為本發(fā)明所述用硫化堿廢渣制備燒堿、碳酸鈉和硫化鈣的方法的工藝流程 圖，其中，(1)一第一防腐蝕反應器，(2)—過濾器，(3)—蒸餾器，(4)一氫氧化鈉產(chǎn)品，
(5)—洗滌機，(6) —硫化鈣粗品，(7) —干燥機，(8) —粉碎機，(9)一碳硫混合鈣產(chǎn)品， (10)--第二防腐蝕反應器，(11)一第二過濾器，(12) —第二蒸餾器，(13) —第二噴霧干 燥器，(14)一碳酸鈉產(chǎn)品，(15) —第二洗滌機，(16) —第二干燥機，(17) —第二粉碎機， (18) —硫化鈣成品。
具體實施例方式實施例1參照圖1，用硫化堿廢渣制備燒堿、碳酸鈉和硫化鈣的方法，稱取某廠用硫酸鋇副 產(chǎn)硫化鈉法所得的硫化堿廢渣，折算該硫化堿廢渣中硫化鈉質(zhì)量百分含量為25 %，碳酸鈉 質(zhì)量百分含量為15%，稱取硫化堿廢渣500kg，并計算所述稱量的硫化堿廢渣廢渣中硫化 鈉與碳酸鈉的摩爾量，將硫化堿廢渣粉碎為40目的粉末，而后，將硫化堿廢渣與水混溶，配 置成硫化堿廢渣懸濁液；同時按照硫化鈉與碳酸鈉的摩爾量之和與氫氧化鈣的摩爾量之比 為1 1配置氫氧化鈣溶液；將硫化堿廢渣懸濁液和氫氧化鈣溶液先后投入防腐蝕反應 器(1)里，緩慢攪拌下進行化學反應，得到含氫氧化鈉、碳酸鈣和硫化鈣的混合物；將所得 混合物經(jīng)過濾器(2)過濾，濾得到澄清的氫氧化鈉溶液，含碳酸鈣和硫化鈣的濾餅；將氫氧 化鈉溶液送入蒸餾器(3)中常壓蒸餾塊狀氫氧化鈉產(chǎn)品(4)，即為燒堿，其含有氫氧化鈉純 物質(zhì)為184. 27kg ；將含碳酸鈣和硫化鈣的濾餅經(jīng)過洗滌機(5)洗滌，得到碳硫混合鈣粗品
(6)，將碳硫混合鈣粗品(6)經(jīng)干燥機(7)干燥，粉碎機(8)粉碎，得到碳硫混合鈣成品(7)， 其含有碳酸鈣純物質(zhì)為70. 75kg，硫化鈣純物質(zhì)為115. 4kg。配置硫化鈉溶液，將所得碳硫混合鈣成品(9)與硫化鈉以碳酸鈣與硫化鈉純質(zhì)量 比1 0.78先后投入第二防腐蝕反應器(10)中，緩緩攪拌進行化學反應，生成含碳酸鈉和 硫化鈣的混合物；將所得的含碳酸鈉和硫化鈣的混合物經(jīng)第二過濾器(11)過濾，濾得澄清 的含碳酸鈉的溶液和含硫化鈣的濾餅；將含碳酸鈉溶液送入第二蒸餾器(12)中蒸餾達到 飽和溶液，再用第二噴霧干燥器(13)干燥，得到粉體碳酸鈉產(chǎn)品75.00kg(14)；將含硫化鈣 的濾餅經(jīng)過第二洗滌機(15)洗滌，第二干燥機(16)干燥，第二粉碎機(17)粉碎，得到硫化 鈣成品 166. 34kg(18)。實施例2參照圖1，用硫化堿廢渣制備燒堿、碳酸鈉和硫化鈣的方法，稱取某廠用硫酸鋇副 產(chǎn)硫化鈉法所得的硫化堿廢渣，折算該硫化堿廢渣中硫化鈉質(zhì)量百分含量為25 %，碳酸鈉 質(zhì)量百分含量為15%，稱取硫化堿廢渣500kg，并計算所述稱量的硫化堿廢渣廢渣中硫化 鈉與碳酸鈉的摩爾量，將硫化堿廢渣粉碎為40目的粉末，而后，將硫化堿廢渣與水混溶，配 置成硫化堿廢渣懸濁液；同時按照硫化鈉與碳酸鈉的摩爾量之和與氫氧化鈣的摩爾量之比 為1 0. 5配置氫氧化鈣溶液；將硫化堿廢渣懸濁液和氫氧化鈣溶液先后投入防腐蝕反應 器(1)里，緩慢攪拌下進行化學反應，得到含氫氧化鈉、碳酸鈣和硫化鈣的混合物；將所得混合物經(jīng)過濾器(2)過濾，濾得到澄清的氫氧化鈉溶液，含碳酸鈣和硫化鈣的濾餅；將氫氧 化鈉溶液送入蒸餾器(3)中常壓蒸餾塊狀氫氧化鈉產(chǎn)品(4)，即為燒堿，其含有氫氧化鈉純 物質(zhì)為92. 14kg ；將含碳酸鈣和硫化鈣的濾餅經(jīng)過洗滌機(5)洗滌，得到碳硫混合鈣粗品 (6)，將碳硫混合鈣粗品(6)經(jīng)干燥機(7)干燥，粉碎機(8)粉碎，得到碳硫混合鈣成品(7)， 其含有碳酸鈣純物質(zhì)為35. 28kg，硫化鈣純物質(zhì)為57. 7kg。配置硫化鈉溶液，將所得碳硫混合鈣成品(9)與硫化鈉以碳酸鈣與硫化鈉純質(zhì)量 比1 0.98先后投入第二防腐蝕反應器(10)中，緩緩攪拌進行化學反應，生成含碳酸鈉和 硫化鈣的混合物；將所得的含碳酸鈉和硫化鈣的混合物經(jīng)第二過濾器(11)過濾，濾得澄清 的含碳酸鈉的溶液和含硫化鈣的濾餅；將含碳酸鈉溶液送入第二蒸餾器(12)中蒸餾達到 飽和溶液，再用第二噴霧干燥器(13)干燥，得到粉體碳酸鈉產(chǎn)品37.50kg(14)；將含硫化鈣 的濾餅經(jīng)過第二洗滌機(15)洗滌，第二干燥機(16)干燥，第二粉碎機(17)粉碎，得到硫化 鈣成品 83. 17kg(18)實施例3參照圖1，用硫化堿廢渣制備燒堿、碳酸鈉和硫化鈣的方法，稱取某廠用硫酸鋇副 產(chǎn)硫化鈉法所得的硫化堿廢渣，折算該硫化堿廢渣中硫化鈉質(zhì)量百分含量為25 %，碳酸鈉 質(zhì)量百分含量為15%，稱取硫化堿廢渣500kg，并計算所述稱量的硫化堿廢渣廢渣中硫化 鈉與碳酸鈉的摩爾量，將硫化堿廢渣粉碎為40目的粉末，而后，將硫化堿廢渣與水混溶，配 置成硫化堿廢渣懸濁液；同時按照硫化鈉與碳酸鈉的摩爾量之和與氫氧化鈣的摩爾量之比 為1 0. 7配置氫氧化鈣溶液；將硫化堿廢渣懸濁液和氫氧化鈣溶液先后投入防腐蝕反應 器(1)里，緩慢攪拌下進行化學反應，得到含氫氧化鈉、碳酸鈣和硫化鈣的混合物；將所得 混合物經(jīng)過濾器(2)過濾，濾得到澄清的氫氧化鈉溶液，含碳酸鈣和硫化鈣的濾餅；將氫氧 化鈉溶液送入蒸餾器(3)中常壓蒸餾塊狀氫氧化鈉產(chǎn)品(4)，即為燒堿，其含有氫氧化鈉純 物質(zhì)為128. 99kg;將含碳酸鈣和硫化鈣的濾餅經(jīng)過洗滌機(5)洗滌，得到碳硫混合鈣粗品 (6)，將碳硫混合鈣粗品(6)經(jīng)干燥機(7)干燥，粉碎機(8)粉碎，得到碳硫混合鈣成品(7)， 其含有碳酸鈣純物質(zhì)為49. 5kg，硫化鈣純物質(zhì)為80. 7kg。配置硫化鈉溶液，將所得碳硫混合鈣成品(9)與硫化鈉以碳酸鈣與硫化鈉純質(zhì)量 比1 0.58先后投入第二防腐蝕反應器(10)中，緩緩攪拌進行化學反應，生成含碳酸鈉和 硫化鈣的混合物；將所得的含碳酸鈉和硫化鈣的混合物經(jīng)第二過濾器(11)過濾，濾得澄清 的含碳酸鈉的溶液和含硫化鈣的濾餅；將含碳酸鈉溶液送入第二蒸餾器(12)中蒸餾達到 飽和溶液，再用第二噴霧干燥器(13)干燥，得到粉體碳酸鈉產(chǎn)品39.02kg(14)；將含硫化鈣 的濾餅經(jīng)過第二洗滌機(15)洗滌，第二干燥機(16)干燥，第二粉碎機(17)粉碎，得到硫化 鈣成品 107. 2kg(18)以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，其架構(gòu)形式能夠靈活多變，可以派生系列方法。只是做出若干 簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護范圍。
權(quán)利要求
用硫化堿廢渣制備燒堿、碳酸鈉和硫化鈣的方法，其特征在于，用硫酸鋇副產(chǎn)硫化鈉法所得硫化堿廢渣中所含有的硫化鈉和碳酸鈉與氫氧化鈣反應，得到含氫氧化鈉、碳酸鈣和硫化鈣混合物，經(jīng)過濾將氫氧化鈉與碳酸鈣和硫化鈣分離，濾得的氫氧化鈉溶液制備為燒堿，濾到的碳酸鈣和硫化鈣混合物純化后再與硫化鈉反應，得到含碳酸鈉和硫化鈣的混合物，經(jīng)過濾將碳酸鈉和硫化鈣分離，濾得的碳酸鈉溶液制備為碳酸鈉產(chǎn)品，濾得的硫化鈣純化后即為硫化鈣產(chǎn)品；包括如下具體步驟步驟A折算硫化堿廢渣中硫化鈉含量，并配置硫化堿廢渣懸濁液和氫氧化鈣溶液；步驟B將硫化堿廢渣懸濁液和氫氧化鈣溶液以硫化鈉與碳酸鈉純物質(zhì)的摩爾量之和與氫氧化鈣的摩爾量之比為1∶0.5～1先后投入防腐蝕反應器(1)里，進行化學反應，得到含氫氧化鈉、碳酸鈣及硫化鈣的混合物；步驟C將步驟B所得混合物經(jīng)過濾器(2)過濾，濾得澄清的含氫氧鈉的溶液和含碳酸鈣及硫化鈣混合物的濾餅；步驟D將步驟C得到的含氫氧鈉的溶液送入蒸餾器(3)中常壓蒸餾為塊狀氫氧化鈉產(chǎn)品(4)，即為燒堿；步驟E將步驟C得到的含碳酸鈣及硫化鈣混合物的濾餅經(jīng)過洗滌機(5)洗滌，得到碳硫混合鈣粗品(6)，將碳硫混合鈣粗品(6)經(jīng)干燥機(7)干燥，粉碎機(8)粉碎，得到碳硫混合鈣成品(9)；步驟F配置硫化鈉溶液，將步驟E所得碳硫混合鈣與硫化鈉以碳酸鈣與硫化鈉純質(zhì)量比1∶0.58～0.98先后投入第二防腐蝕反應器(10)中，緩緩攪拌進行化學反應，生成含碳酸鈉和硫化鈣的混合物；步驟G將步驟F所得的含碳酸鈉和硫化鈣的混合物經(jīng)第二過濾器(11)過濾，濾得澄清的含碳酸鈉的溶液和含硫化鈣的濾餅；步驟H將含碳酸鈉溶液送入第二蒸餾器(12)中蒸餾達到飽和溶液，再用第二噴霧干燥器(12)干燥，得到粉體碳酸鈉產(chǎn)品(14)；步驟I將含硫化鈣的濾餅經(jīng)過第二洗滌機(15)洗滌，第二干燥機(16)干燥，第二粉碎機(17)粉碎，得到硫化鈣成品(18)。
2.如權(quán)利要求1所述的用硫化堿廢渣制備燒堿、碳酸鈉和硫化鈣的方法，其特征在于， 所述硫化堿廢渣為用硫酸鋇副產(chǎn)硫化鈉法所得的產(chǎn)物。
3.如權(quán)利要求1所述的用硫化堿廢渣制備燒堿、碳酸鈉和硫化鈣的方法，其特征在于， 配置硫化堿廢渣懸濁液前，先將所述硫化堿廢渣粉碎成40目。
4.如權(quán)利要求1所述的用硫化堿廢渣制備燒堿、碳酸鈉和硫化鈣的方法，其特征在于， 步驟B所述的化學反應在緩慢攪拌下進行。
5.如權(quán)利要求1所述的用硫化堿廢渣制備燒堿、碳酸鈉和硫化鈣的方法，其特征在于， 步驟E洗滌后的洗滌液返回系統(tǒng)重復利用。
6.如權(quán)利要求1所述的用硫化堿廢渣制備燒堿、碳酸鈉和硫化鈣的方法，其特征在于， 步驟I洗滌后的洗滌液返回系統(tǒng)重復利用。
全文摘要
本發(fā)明提供了用硫化堿廢渣制備燒堿、碳酸鈉和硫化鈣的方法，用硫酸鋇副產(chǎn)硫化鈉法所得硫化堿廢渣中所含有的硫化鈉和碳酸鈉與氫氧化鈣反應，得到含氫氧化鈉、碳酸鈣和硫化鈣混合物，經(jīng)過濾將氫氧化鈉與碳酸鈣和硫化鈣分離，濾得的氫氧化鈉溶液制備為燒堿，濾得到的碳酸鈣和硫化鈣混合物純化后再與硫化鈉反應，得到含碳酸鈉和硫化鈣的混合物，經(jīng)過濾將碳酸鈉和硫化鈣分離，濾得的碳酸鈉溶液制備為碳酸鈉產(chǎn)品，濾得的硫化鈣純化后即為硫化鈣產(chǎn)品。該方法消除了硫化堿廢渣中硫化鈉對環(huán)境的污染，有效利用了硫化堿廢渣的潛在價值，實現(xiàn)了變廢為寶，是一個很有實用價值的方法。
文檔編號C01D1/22GK101898772SQ20101024403
公開日2010年12月1日 申請日期2010年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月3日
發(fā)明者王嘉興 申請人:王嘉興