[发明专利]一种采用淀粉低温还原制备硫化钠的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硫化钠的制备方法。

背景技术

硫化钠（分子式Na₂S），又称臭碱、臭苏打、黄碱、硫化碱，纯硫化钠为无色结晶粉末，吸潮性强，易溶于水，水溶液呈强碱性反应，故硫化钠俗称硫化碱。硫化钠水溶液在空气中会缓慢地氧化成硫代硫酸钠、亚硫酸钠、硫酸钠和多硫化钠，由于硫代硫酸钠的生成速度较快，所以氧化的主要产物是硫代硫酸钠。工业品一般是含不同结晶水的混和物，因含有杂质其色泽呈粉红色、棕红色、土黄色，除外观色泽不同外，密度、熔点、沸点等亦因杂质影响而各异。硫化钠用途广泛，主要用于印染、制革、造纸、制药、化工、电镀和水处理等领域，在印染工业用作硫化染料和助染剂，制革工业添加硫化钠以加速干皮浸水助软，造纸工业用于纸张的蒸煮剂，纺织工业用于脱硝和硝化物的还原等。

硫化钠制备方法主要有粉煤还原法、硫化氢吸收法、硫化钡法、气体还原法。粉煤还原法是将芒硝与煤粉按一定重量比混合后于1000～1100℃高温下煅烧还原，生成物经冷却后用稀碱液热溶成液体，静置澄清后，把上部浓碱液进行浓缩，即得固体硫化钠，经中转槽、制片或造粒制得片状或粒状硫化钠产品。硫化氢吸收法则是用氢氧化钠溶液吸收硫化氢废气，吸收产物经蒸发浓缩制备硫化钠产品。硫化钡法则是将硫酸钠与硫化钡进行复分解反应制备硫酸钡同时得到副产物硫化钠。气体还原法则是在铁催化剂存在下，用氢气（或一氧化碳、发生炉煤气、甲烷气）在沸腾炉中与硫酸钠进行反应，可制得优质无水颗粒状硫化钠。

这些方法工业均有应用，其中硫化氢吸收法和气体还原法的产品质量较好，但是工业应用最多的是粉煤还原法和硫化钡法，这两种方法的不同点在于用粉煤还原硫酸钠还是还原硫酸钡，采用粉煤还原存在三方面问题：第一是采用粉煤还原时需要的温度较高，使得还原温度均大于1000℃，还原操作环境较差，环境污染治理的工作量大；第二则是还原过程粉煤灰中大量的杂质元素进入还原产物，不仅增加了净化难度，而且还原产品质量不稳定；第三，采用直接燃煤式还原热利用效率低。

发明内容

为了克服传统硫化钠制备方法的不足，本发明提供一种采用淀粉低温还原硫酸钠制备硫化钠，且能耗低和环境污染小的化工制备方法。

为达到上述目的本发明采用的技术方案是：含硫酸钠与淀粉同时加入到锥形混料机中搅拌混合，混合物料连续输送至间接加热的还原锅中，然后加热至要求温度反应一定时间，还原产物经过溶解、过滤和浓缩结晶得到硫化钠产品。本技术方案的实质是在间接加热条件下采用淀粉作为还原剂，实现硫酸钠低温还原产出硫化钠的目的。

具体的工艺过程和参数如下：

1、搅拌混料

将硫酸钠与淀粉在锥形混料机内充分混合。将硫酸钠与淀粉按照重量比100∶6.0～15.0加入到锥形搅拌混料机中，控制搅拌速度10～60r/min搅拌30～180min，搅拌混合后将混合物料输送至低温还原工序使用。

2、低温还原

混合物料经过低温还原产出硫化钠。将上述混合物料连续加入到还原锅内，采用间接加热方式使还原锅温度维持在800～850℃，启动搅拌并使转速维持在30～150r/min，还原反应30～240min后还原产物经过溶解、过滤和浓缩结晶得到硫化钠产品。低温还原过程主要化学反应如下：

所述的淀粉是小麦、玉米、大米、红薯和土豆农作物淀粉中的一种或多种。

本发明适用于处理硫酸钠，其中硫酸钠的含量以重量百分比计为50.0～99.0 %。

本发明与传统的硫化钠制备方法比较，有以下优点：1、本发明在间接加热方式下采用淀粉作为还原剂，使硫酸钠低温还原产出硫化钠，还原率达到98.0%以上；2、本发明采用淀粉作为还原剂，将还原温度由传统的1000℃以上降低至800～850℃，大大降低了硫酸钠低温还原的能耗；3、本发明具有工艺过程操作简单、技术指标稳定、劳动强度小和生产成本低等优点。

附图说明

图1：本发明工艺流程示意图。

具体实施方式

实施例1

原料硫酸钠中硫酸钠的含量以重量百分比计为95.0%，所使用的淀粉为小麦淀粉。将1000g硫酸钠与100g小麦淀粉同时加入到锥形搅拌机中，控制搅拌速度30r/min搅拌120min，搅拌混合后将混合物料加入到还原锅内，采用燃烧天然气的间接加热方式使还原锅内温度维持在810℃，启动搅拌使转速维持在60r/min，反应120min后，，还原产物经过溶解、过滤和浓缩结晶得到硫化钠产品，硫化钠产品中硫化钠含量达到65.2%。