[发明专利]一种用焦炉煤气脱硫废液制备硫氰酸钠的方法

说明书

一、技术领域

本发明属于利用焦炉煤气脱硫废液的技术领域，特别涉及利用磷酸三丁酯(TBP)萃取剂从焦炉煤气脱硫废液中制备硫氰酸钠的方法。

二、背景技术

硫氰酸钠(NaSCN)的应用范围广泛，在医药工业中用于抗菌素的分离；在纺织业中作聚丙烯腈纤维的抽丝溶剂；在印染业中作染料扩散剂、织物染色剂等；在农药行业中用于制造杀菌剂、杀虫剂、除草剂等；在化学工业中用作银、铜等金属检测剂、制造硫脲的原料等。因此生产制备硫氰酸钠有较高的经济价值。

在炼焦过程中，煤中约30％～35％的硫转化为硫化氢(H₂S)等硫化物，与氨气(NH₃)和氰化氢(HCN)等一起形成煤气中的杂质，严重影响煤气质量，需经过脱硫处理后才能使用。焦炉煤气脱硫废液，是催化氧化焦炉煤气含硫杂质并用氨水吸收产生的废液，其主要含有硫氰酸盐和硫代硫酸盐等。由于该过程中使用的特殊催化剂须在硫氰酸根和硫代硫酸根总浓度低于250g/L才能正常发挥作用，因此，须设法控制两者的总浓度，方能实现回用，若不加以利用，就作为工业废物排放，势必污染环境。从焦炉煤气脱硫废液中制备出工业应用广泛的硫氰酸钠，变废为宝，这不但有利于环境保护，还能充分利用废物资源，符合国家的节能减排目标，是很有意义的研究课题。

现有利用焦炉煤气脱硫废液的方法，如公开日为2008年2月20日的公开号为CN 101125644A的“从脱硫废液中回收硫代硫酸铵及硫氰酸铵的生产工艺”专利，公开的方法是以焦化厂的脱硫废液为原料先经过蒸汽加热、活性炭脱色和膜分离得到过膜溶液后，对过膜液经行真空浓缩、结晶后，分离出固体硫代硫酸铵，过滤后的清液经冷却、结晶、分离、干燥后得到成品硫氰酸铵。再将上步工序得到的粗品硫代硫酸铵加入60℃的配液溶解、脱除硫酸铵后，经分离、干燥后得到成品硫代硫酸铵。该方法回收的是硫氰酸铵和硫代硫酸铵产品，不是硫氰酸钠产品，且该方法需经多次浓缩反复结晶，工艺过程消耗大量的能量，生产成本高，经济效益差。又如《化学工业与工程技术》2007年8月第28卷第4期的“用D201阴离子交换树脂从脱硫废液分离硫氰酸根”一文，公开的方法是以焦炉脱硫废液为原料，先经D201阴离子交换树脂交换脱硫废液中的硫氰酸根阴离子，然后用浓度为0.6mol/mL的氨水为洗脱剂，洗脱D201阴离子交换树脂45min，最后对洗脱液进行浓缩结晶，制得纯度为69.89％的硫氰酸铵(NH₄SCN)产品。该方法的主要缺点是：焦炉煤气脱硫废液中除了含有硫氰酸根，还有硫代硫酸根、硫酸根、氰根等阴离子，用D201阴离子交换树脂进行处理时，同时会将它们富集，所以该方法选择性差，制得的硫氰酸铵(NH₄SCN)含有大量杂质，纯度不高，产品应用受到限制，D201阴离子交换树脂再生会产生大量废液，处理困难，污染环境。

三发明内容

本发明的目的是针对现有利用焦炉煤气脱硫废液方法的不足之处，提供一种用焦炉煤气脱硫废液制备硫氰酸钠的方法，具有选择性好，产品纯度高，节能，保护环境等特点。

本发明的原理：磷酸三丁酯(TBP)是中性含磷萃取剂，其磷氧键的氧原子有空轨道，可接受孤对电子形成配位键，常用于萃取金属以及酸；硫氰酸为强酸，完全电离，其阴离子硫氰酸根(SCN^-)的N原子给出孤对电子的能力强，与TBP的P＝O键氧原子形成的配位键较稳定，从而将SCN^-从脱硫废液中萃取出来；虽然硫代硫酸根的硫原子和氧原子均可给出孤对电子，但是，硫原子处于其结构的中心，受到外围氧原子的空间位阻影响，不能参与成键；而氧原子给出孤对电子的能力较氮原子弱，与TBP的P＝O键氧原子形成的配位键不稳定，因此，TBP不能有效萃取硫代硫酸根；荷载硫氰酸根的TBP用氢氧化钠(NaOH)溶液进行处理，由于NaOH溶液中的游离羟基与SCN^-竞争TBP的P＝O键的氧配位点，使得SCN^-游离出来，又受到水相中钠离子的静电相互作用而进入水相，从而实现SCN^-的反萃取；荷载SCN^-的反萃取液经蒸发浓缩得到的晶体，用冷蒸馏水洗去其上的氢氧化钠(NaOH)，便得到了纯净的硫氰酸钠晶体；卸载了SCN^-的TBP，用蒸馏水洗去其中残余的NaOH，就获得再生TBP，可再次回用。