[发明专利]用于回收硫酸钠的方法

说明书

相关申请的引用

本申请要求于2015年7月28日提交的欧洲申请号15306229.4的优先权，出于所有目的将所述申请的全部内容通过援引方式并入本申请

技术领域

本发明涉及一种从水中，特别是从衍生自沉淀二氧化硅制造方法得到的水中回收硫酸钠的高能效的方法。

背景技术

硫酸钠(Na₂SO₄)是广泛用于洗涤剂和造纸工业的商品。

在沉淀二氧化硅的制造中，每年会产生大量含有Na₂SO₄的废水。到目前为止，鉴于其丰富的可得性和低成本，从这些废水中回收Na₂SO₄尚不具有经济吸引力。

沉淀二氧化硅是合成的精细分散的白色无定形形式的二氧化硅。沉淀二氧化硅典型地通过碱性硅酸盐溶液与无机酸的反应获得。在典型的方法中，硫酸和硅酸钠水溶液根据以下反应方案在搅拌下反应：

Na₂O.3.3SiO₂+H₂SO₄→3.3SiO₂+Na₂SO₄+H₂O

将在制造方法中所得的沉淀物过滤、洗涤并干燥。

沉淀二氧化硅的生产方法产生大量含有大量溶解的硫酸钠的废水。尽管硫酸钠是环境安全的，但是以经济可行的方式从沉淀二氧化硅废水中回收硫酸钠的可能性将代表整个沉淀二氧化硅制造方法的有利改进。

在制造方法结束时，还需要大量的热来干燥湿沉淀二氧化硅。干燥可以使用任何已知的技术进行，例如喷雾干燥，流化床干燥，旋转干燥等，其中含有沉淀二氧化硅颗粒的悬浮液通过热干燥空气而干燥。在干燥方法结束时，大量热气，主要是水蒸气，从干燥装置中排出并且典型地被浪费。

现在已经发现，在膜蒸馏方法中使用沉淀二氧化硅制造方法中的干燥步骤的余热是可能的，所述膜蒸馏方法允许从水流中回收Na₂SO₄。

当在沉淀二氧化硅制造方法中产生含有Na₂SO₄的水流时，该方法是特别有利的。从干燥步骤排出的热与膜蒸馏方法的组合允许经济上有利地从沉淀二氧化硅制造方法产生的水中回收Na₂SO₄。

已经发现，为了从水中，特别是从在沉淀二氧化硅制造方法产生的水中回收Na₂SO₄，膜蒸馏方法所需的温差可以有利地通过使用从沉淀二氧化硅制造方法本身的干燥步骤排出的热气流中所含的余热来获得。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种通过膜蒸馏方法从水流中回收Na₂SO₄的方法，所述方法使用干燥装置中产生的热来提供和维持膜蒸馏方法中所需的热梯度。

本发明的第二目的是提供一种用于制造沉淀二氧化硅的经济上有利的方法，该方法包括从含有Na₂SO₄的水中回收Na₂SO₄。

附图说明

图1：是本发明方法的实施例的框图，其包括：用于使用从干燥装置DR排出的热气流F_i来提高水流W₀的温度的热交换器HE；以及用于含有Na₂SO₄的水流W_i的浓缩的膜蒸馏单元MD。

图2：是包含本发明的用于回收Na₂SO₄的方法的沉淀二氧化硅的制备方法的框图，其显示：二氧化硅沉淀反应器PR；二氧化硅过滤和洗涤单元FW；干燥装置DR；热交换器HE和膜蒸馏单元MD。

图3：是包含本发明的用于回收Na₂SO₄的方法的沉淀二氧化硅的制备方法的实施例的框图，其显示：二氧化硅沉淀反应器PR；二氧化硅过滤和洗涤单元FW；干燥装置DR；用于水流W₀预处理的单元；用于水流W₀预浓缩的单元；热交换器HE；膜蒸馏单元MD和用于从水流W_f中蒸发/结晶固体Na₂SO₄的单元。

具体实施方式