[发明专利]一种利用含铬芒硝制备无水硫酸钠的方法

说明书

本发明涉及化学工业领域，尤其涉及一种利用重铬酸钠生产过程中的副产物含铬芒硝制备无水硫酸钠的方法。本发明方法包括将含铬芒硝按一定浓度溶解在含铬废水中，加入定量的硫代硫酸钠，在0.1‑1Mpa及80‑190℃条件下，促使六价铬被还原成三价铬，以水合三氧化二铬的形式析出，并用少量的硫酸中和，再滤出水合三氧化二铬，除杂脱色，蒸发并析出无水硫酸钠晶体，连续离心分离，干燥等步骤。本发明方法具有工艺简便易行、原料价廉、能耗低、高度自动化的特点，适合大规模生产。通过本发明方法制得的工业无水硫酸钠产品其质量符合GB/T 6009‑2014工业无水硫酸钠标准中Ⅰ类产品要求。

技术领域

本发明涉及化学工业领域，尤其涉及一种利用重铬酸钠生产过程中的副产物含铬芒硝制备无水硫酸钠的方法。

背景技术

在2000年以前，我国铬盐企业重铬酸钠的年生产总量在10万吨以下，副产含铬芒硝总量在13万吨左右，当时虽有人尝试研究利用含铬芒硝制备工业用无水硫酸钠，但由于重铬酸钠生产规模小，副产物含铬芒硝产量低，利用含铬芒硝制备工业用无水硫酸钠的成本高于直接采用天然芒硝生产无水硫酸钠的成本，后来终止了此类研究，转而采用烘干含铬芒硝作为水泥早强剂，由于含铬芒硝中的六价铬未被还原，制成的水泥早强剂会对环境产生污染。最终，大部分铬盐厂家选择采用含铬芒硝生产硫化碱，因为在硫化碱的生产过程中含铬芒硝中的六价铬会被还原而解除毒性，但硫化碱生产过程中产生的废气废渣依然在污染环境。

在2000年以后，有关含铬芒硝再利用的研究逐步涌现，四川安县银河建化集团有限公司研发了一种用含铬芒硝制备硫酸钾的方法(CN200610000019.1)，但由于能耗过高，生产难以实现连续化，导致硫酸钾生产成本居高不下，无法形成市场竞争力。近年来，四川省银河化学股份有限公司的李先荣、胡义华等人又开发出了一种由含铬芒硝精制元明粉的方法(CN201310533304.X)，该方法采用晶浆法生产元明粉，但由于存在晶浆包裹六价铬的问题，导致生产的元明粉中六价铬超标，有时高达100ppm；且由于工艺中未进行除杂脱色，导致产品白度达不到GB/T 6009-2014工业无水硫酸钠标准要求；另外，该方法中采用的还原剂为亚硫酸钠，中和剂为烧碱，此两种原料对于低价值产品元明粉来说，过于昂贵，导致生产的元明粉成本偏高，专利技术无法形成实际生产力。

本发明的目的是建立一套利用重铬酸钠生产过程中的副产物含铬芒硝制备无水硫酸钠的技术路线，利用本发明工艺方法，可以使铬盐工业中副产的含铬芒硝得到充分的再利用，在生产高附加值无水硫酸钠产品的同时避免含铬芒硝处理过程中对环境造成的污染，为铬盐行业打造清洁高效的循环经济，提高企业的经济效益。另外，由于本发明工艺简便易行，原料价廉，利于推广，预计会有良好的市场前景。

发明内容

鉴于上述现有技术状况，本发明的发明人对于如何有效地回收利用重铬酸钠生产过程中的副产物含铬芒硝进行了广泛而深入的研究，以期开发一种工艺简单、能耗低、环境友好的回收含铬芒硝的工艺。通过反复试验研究，探索出了一套新的处理工艺，通过将含铬芒硝溶于一定比例的含铬废水，控制一定的浓度，加入定量的硫代硫酸钠，在0.1-1Mpa及80-190℃条件下，促使六价铬被还原成三价铬，以水合三氧化二铬的形式析出，并用少量的硫酸中和，使用带过滤助剂的板框压滤机过滤除去氢氧化铬，以保证滤液中不残留铬离子，再将滤液通过带有吸附剂的高效精密脱色过滤机过滤除杂脱色，过滤后的精液通过机械再压缩蒸发器蒸发结晶，结晶后的无水硫酸钠通过离心机连续离心分离后，经连续干燥机干燥得到成品。

主要氧化还原反应如下：

8Na₂CrO₄+3Na₂SO₃+(5+4x)H₂O→4Cr₂O₃·xH₂O+6Na₂SO₄+10NaOH