[发明专利]一种综合利用芒硝和含铝资源的方法

说明书

本发明提供了一种综合利用芒硝和含铝资源的方法，所述方法包括：将硫酸钠精制后的硫酸钠溶液和碳酸氢铵进行复分解反应，分离反应浆料制得碳酸氢钠和混合液A；碳酸氢钠经煅烧制得纯碱，混合液A通过蒸发冷却结晶得到晶体A和混合液B，混合液B返回参与复分解反应，用晶体筛选装置筛选晶体A得硫酸铵晶体和晶体B，晶体B和含铝资源精制所得硫酸铝溶液经复盐化反应得混合液C，混合液C冷却结晶分离洗涤制得铵明矾和混合液D，混合液D返回代替部分原水溶解硫酸钠。本发明流程简单，节能减耗，合理利用资源，硫酸钠利用率可达100％，碳酸钠纯度≥98％，硫酸铵氮含量≥20.5％，得到的铵明矾纯度≥99.5％，产品质量均符合国标要求。

技术领域

本发明属于化工技术领域，更具体地说，本发明涉及一种综合利用芒硝和含铝资源的方法。

背景技术

硫酸钠，又叫元明粉，含结晶水为芒硝，是一种存量巨大的工业副产品，主要产生于烟气脱硫、废水处理等过程。然而，该产品市场需求较小，且没有非常有效的资源化利用途径，多数以堆存为主；且硫酸钠易溶于水，部分企业产生的硫酸钠中含有大量的重金属，如钒、铬、锌等，堆存极易产生环境问题。随着国家对化工行业的环保要求日趋严格，急需有效的硫酸钠资源化利用技术，故国内外进行了大量研究。

公开号为CN105000579A和CN105712382A的专利中公开了一种沉淀法，该方法通过碳酸氢铵和硫酸钠复分解反应制备碳酸氢钠，而后在碳酸氢钠母液中加入石灰，回收其中的氨，但该过程氨的回收率仅有50％左右，造成资源浪费，增加运行成本，且硫酸钙产生量大、价值低、品质差，销售困难，易引起二次污染。

公开号为CN103754898A的专利中公开了一种利用硫酸钠与氯化钙制备氯化钠及结合联合制碱法生产碳酸钠的方法，该方法以硫酸钠和氯化钙为原料，通过复分解反应得到氯化钠溶液和硫酸钙固体，进而通过联合制碱法生产碳酸钠，该种方法简单易行，工艺成熟，但仍会有新固废硫酸钙的产生，没有获得推广应用。

公开号为CN101544385的专利中公开了一种以硫酸钠为原料辅以有机胺制备碳酸钠联产硫酸钙的方法，该方法借鉴了苏联的工艺路线，钠转化率能达到90％以上；但是有机胺沸点高，粘度大，蒸发回收能耗高；碳酸氢钠和硫酸钙中有机胺夹带多，回收困难，损失多，生产成本高。

公开号为CN104355326A，CN102198953A，CN202016881U的专利中公开了一种复分解法制备碳酸氢钠联产硫酸铵的方法，该方法将硫酸钠和碳酸氢铵为原料，通过复分解反应获得碳酸氢钠，分离得到的母液经高温脱氨， 130℃蒸发浓缩得到硫酸钠晶体，分离后母液再通过冷却结晶得到硫酸钠和硫酸铵的复盐，母液再通过蒸发结晶得到硫酸铵产品。该方法流程复杂，经过多次高温、冷却等工序，能耗高，且钠离子和硫酸根利用率低，蒸发深度大，物料循环量大，生产成本高，目前未有工业化先例。

公开号为CN87104642，CN1046142，US5830442，CN1761617A的专利中公开了一种工艺方法，该方法通过对碳酸氢钠母液进行深度冷却，得到硫酸钠晶体，使得母液中的硫酸铵:硫酸钠接近2:1，进而通过蒸发结晶获得硫酸铵。该方法要求的冷却温度太低，最佳冷却温度为-5℃～-2℃，能耗高，且总体收率低，硫酸根的利用率仅为25％左右，物料循环量大，生产运行成本高，目前为止，未有工业化先例。

公开号为CN111039310A，CN111039305A的专利中公开了一种硫酸钠短流程制备碳酸氢钠与硫酸铵的方法，该方法通过添加促进剂使得复分解反应后生成的碳酸氢钠结晶区扩大，同时在硫酸铵的结晶过程中也扩大了结晶区，避免硫酸钠和硫酸铵混盐产生。但是促进剂带损高，难以除去，循环利用效率差，两次蒸发能耗高，同时产品单一，在竞争日益激烈的市场中无应变优势。