[发明专利]用硫化碱废渣制备烧碱、碳酸钠和硫化钙的方法

说明书

技术领域

本发明涉及硫酸钡副产硫化钠法所得硫化碱废渣的治理和利用的技术领域，具体地，涉及用硫化碱废渣制备烧碱、碳酸钠和硫化钙的方法。

背景技术

硫化碱(硫化钠)的工业生产方法主要有煤粉还原芒硝法、气体还原法、硫酸钡副产硫化钠法和硫化氢法。其中，硫酸钡副产硫化钠法是用煤还原硫酸钡制取硫化钡，再加入硫酸钠溶液处理，生成硫化钠和沉淀硫酸钡，经抽滤分离，蒸发浓缩而得。该方法排出大量的硫化碱废渣，其中大部分来自煤中所含的碳，以及未能分离的硫化钠。经检测，碳酸钠在该硫化碱废渣中的含量达12-15％，而硫化钠为25-30％。

总所周知，硫化钠极易溶于水，水溶液呈强碱性，与皮肤和黏膜接触时有极强的刺激性和腐蚀性，触及皮肤和毛发时会造成灼伤。尤其与水反应生成的硫化氢气体，吸收人体后，从而引起中毒至死亡，因此，硫化碱废渣如果不加以利用和治理，不仅会造成环境污染，也存在一定的安全隐患。

因此，有必要探索从硫化碱废渣中提取硫化钠的方法，从而有效的挖掘硫化碱废渣的潜在价值，消除环境污染和安全隐患。为此，本申请人探索了用硫化碱废渣制备烧碱、碳酸钠和硫化钙的方法，该方法有效的将硫化碱中的有效成分转化为烧碱、碳酸钠和硫化钙。

其中，烧碱易溶于水，呈强碱性，都能提供Na+离子。这些性质使它们被广泛地用于制肥皂、纺织、印染、漂白、造纸、精制石油、冶金及其他化学工业等各部门中，是一种重要的化工原料。

碳酸钠是一种重要的化工基本原料，主要用于制造玻璃、洗涤剂、脱除石油和油类的精制、冶金工业中硫和磷、选矿、以及铜、铅、镍、锡、铀、铝等金属的制备、化学工业中制取钠盐、金属碳酸盐、漂白剂、填料、洗涤剂、催化剂及染料等，用量十分巨大。

而硫化钙由硫酸钙粉末与焦炭或木屑在高温下制得。或1000度下将H₂S与H₂混合气体通入碳酸钙中反应至无水汽产生后，继续通H₂数分钟，放冷制得。其主要用作鞣革脱毛剂、农药杀菌剂、发光材料、润滑剂的添加剂，以及制取兽药等，也是一种十分有用的工业原料。

发明内容

本发明的目的在于，提供用硫酸钡副产硫化钠法所得硫化碱废渣制备烧碱、碳酸钠和硫化钙的方法，该方法利用氢氧化钙与硫化碱废渣中的硫化钠和碳酸钠反应，制得氢氧化钠、碳酸钙和硫化钙，而后再向碳酸钙和硫化钙混合物中加入硫化钠，从而将碳酸钙转化为碳酸钠，也实现了用硫化碱废渣制备烧碱、碳酸钠和硫化钙，从而实现了变废为宝，消除了硫化碱废渣对环境的污染。

本发明的技术方案如下：用硫化碱废渣制备烧碱、碳酸钠和硫化钙的方法，用硫酸钡副产硫化钠法所得硫化碱废渣中所含有的硫化钠和碳酸钠与氢氧化钙反应，得到含氢氧化钠、碳酸钙和硫化钙混合物，经过滤将氢氧化钠与碳酸钙和硫化钙分离，滤得的氢氧化钠溶液制备为烧碱产品，滤得的碳酸钙和硫化钙混合物纯化后再与硫化钠反应，得到含碳酸钠和硫化钙的混合物，经过滤将碳酸钠和硫化钙分离，滤得的碳酸钠溶液制备为碳酸钠产品，滤得的硫化钙纯化后即为硫化钙产品；包括如下具体步骤：

步骤A：折算硫化碱废渣中硫化钠含量，并配置硫化碱废渣悬浊液和氢氧化钙溶液；

步骤B：将硫化碱废渣悬浊液和氢氧化钙溶液以硫化钠与碳酸钠纯物质的摩尔量之和与氢氧化钙的摩尔量之比为1∶0.5～1先后投入防腐蚀反应器(1)里，进行化学反应，得到含氢氧化钠、碳酸钙及硫化钙的混合物；

步骤C：将步骤B所得混合物经第一过滤器(2)过滤，滤得澄清的含氢氧钠的溶液和含碳酸钙及硫化钙混合物的滤饼；

步骤D：将步骤C得到的含氢氧钠的溶液送入第一蒸馏器(3)中常压蒸馏为块状氢氧化钠产品(4)，即为烧碱；

步骤E：将步骤C得到的含碳酸钙及硫化钙混合物的滤饼经过第一洗涤机(5)洗涤，得到碳硫混合钙粗品(6)，将碳硫混合钙粗品(6)经第一干燥机(7)干燥，第一粉碎机(8)粉碎，得到碳硫混合钙成品(9)；

步骤F：配置硫化钠溶液，将步骤E所得碳硫混合钙成品(9)与硫化钠以碳酸钙与硫化钠纯质量比1∶0.58～0.98先后投入第二防腐蚀反应器(10)中，缓缓搅拌进行化学反应，生成含碳酸钠和硫化钙的混合物；

步骤G：将步骤F所得的含碳酸钠和硫化钙的混合物经第二过滤器(11)过滤，滤得澄清的含碳酸钠的溶液和含硫化钙的滤饼；

步骤H：将含碳酸钠溶液送入第二蒸馏器(12)中蒸馏达到饱和溶液，再用第二喷雾干燥器(13)干燥，得到粉体碳酸钠产品(14)；