[发明专利]磷石膏转化回收中硫酸钠的转化再利用方法

说明书

磷石膏转化回收中硫酸钠的转化再利用方法，涉及无机化学工业技术领域，硫酸钠水溶液电解、氢氧化钠水溶液循环利用与硫酸氢钙反应、硫酸循环利用与磷灰石反应生产磷酸和与石膏硫酸钙反应生产硫酸氢钙。运用于磷石膏转化回收再利用。

所属技术领域：

本发明涉及无机化学工业技术领域，特别是磷石膏转化回收中硫酸钠的转化再利用方法。

背景技术：

中国发明专利，申请号：201410430521.0，申请日：2014.08.23

申请人：耿兆翔，发明创造名称：工业磷石膏废渣的资源化回收利用方法，申请公布号CN104211099A，申请公布日：2014.12.17，该申请Ca(HSO₄)₂+4NaOH＝2Na₂SO₄+Ca(OH)₂↓+2H₂O；由于硫酸钠Na₂SO₄市场价格太低，而氢氧化钠NaOH市场价格相对太高，导致生产企业利润微薄，甚至可能亏损。我国每年磷石膏废渣生产量巨大，达5000万吨，还有历史上库存堆积的3亿吨，需要处理回收再利用的磷石膏废渣产量巨大。由于我国钾资源短缺，依靠氢氧化钾KOH转化磷石膏，由于受到原材料的限制，就非常不现实；而依靠氢氧化钠NaOH转化磷石膏，其下游产品硫酸钠Na₂SO₄价格低，市场需求量又很有限；所以无法将我国产量巨大的磷石膏废渣进行有显著经济效益的转化回收。可行的和必须的方法只有将硫酸钠Na₂SO₄进一步转化以进行资源回收和循环再利用，降低成本，只有这样，我国磷石膏回收再利用产业才能可持续地发展。

但将硫酸钠Na₂SO₄以氢气H₂催化还原，在550～600℃高温转化成硫化钠Na₂S，其转化率只在90％左右，这样硫酸钠Na₂SO₄和硫化钠Na₂S的混合物也极大地降低了硫化钠Na₂S的使用价值；硫化钠Na₂S的市场需求量很有限，远远不能与磷石膏的转化相适应；高温催化反应，其能源消耗量巨大；由于其反应有水生成，所以反应器内气体压力太大，设备投资大、产能小，技术上还没有能够实现工业化生产。同时氢气H₂的来源也是巨大的技术挑战；电解水制氢生产效率太低，成本太高；较好的氢气来源只是甲醇高温(在220～280℃)催化裂解：CH₃OH+H₂O＝CO₂+3H₂，制氢和二氧化碳，但其温室气体二氧化碳的排放量太大。

硫酸钠Na₂SO₄以碳C或一氧化碳CO还原成硫化钠，其生产技术不成熟，还没有能够实现工业化生产；同时其温室气体二氧化碳的排放量太大；其技术方案不可取。

而硫化钠Na₂S加水电解进一步转化回收硫、氢气和氢氧化钠，电解槽阳极极易被硫S覆盖，而使电解的阳极发生钝化，制约和影响硫化钠Na₂S加水电解的工业化生产可行性和生产效率；1个硫化钠Na₂S分子加水电解只能产生1个氢分子，而一个硫酸钠Na₂SO₄分子以氢气H₂催化还原须要4个氢分子；氢气H₂的来源是巨大的技术挑战。

至此，磷石膏转化回收和有显著经济效益的能够可持续发展的资源化循环再利用似乎面临着绝境。

因此，必须创造性地对硫酸钠Na₂SO₄的进一步转化技术进行实质性的整体的重新设计，为磷石膏回收循环再利用产业提供强有力的可行的技术支撑；节约能源，环境保护，和有较大的显著的稳定的经济效益；以推动磷石膏转化回收产业可持续地发展。