[发明专利]一种从脱氯淡盐水中回收硫酸根制取无水芒硝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无水芒硝的制备方法，特别涉及一种从脱氯淡盐水中制取无水芒硝的方法。 

背景技术

在氯碱生产中，使用离子膜法电解装置，从电解槽阳极室出来的液体（氯碱专业名称为淡盐水）经过脱氯处理后的溶液，一般称为脱氯淡盐水。所述脱氯淡盐水组分一般为：NaCl:170～230g/l；Na₂SO₄:6～12 g/l ；Ca²⁺+Mg²⁺: ≤100ppm；NaClO: ≤0.1 ppm；NaCLO₃≤10 g/l。

如上所述，脱氯淡盐水中一般含有硫酸钠，其含十个结晶水的化合物俗称芒硝。在脱氯淡盐水的利用前一般会采用一定工艺步骤脱硝，即除去硫酸钠；如申请号为200910036713.2的中国专利所述，目前常见的脱硝方法主要有化学沉淀法和膜分离法，而膜分离法由于其自身的优点是目前应用前景较大的方法。

经过膜分离处理后，得到的十水硫酸钠（即芒硝），目前一般直接低价销售，或者集中堆放或高温蒸发得到无水硫酸钠。如果直接低价销售，不利于企业的经济利益；但是，如何将其进行回收利用，所采用的方法中，集中堆放自然脱水的方法会造成环境污染，高温蒸发脱水的方法能耗高。

而高温蒸发脱水制取无水芒硝，也是目前制备无水芒硝的常用方法，如常见的热融盐析法和热融蒸发脱水法。

其中，热融盐析法是将芒硝在32.4℃以上热融，为降低粘度，便于转化，一般采用温度为70～80℃，再加上适量的NaCl，以降低Na₂SO₄的溶解度，使其在溶液中析出，将析出的无水硫酸钠经离心脱水、干燥后即可得到合格的产品。这种方法会加入NaCl等其它盐组分，会对溶液造成污染，不容易得到纯的无水硫酸钠。

而热融蒸发脱水法是将机械冷冻法制得的芒硝送入热融罐加热至70℃左右，使部分硫酸钠溶液于自身的结晶水中形成饱和硝液，另一部分硫酸钠则以无水盐析出，其中将硝浆送入离心机分离即可得到无水硫酸钠与饱和溶液，所得无水硫酸钠送去干燥即得无水硫酸钠成品；而所得饱和溶液经蒸发、离心、干燥将其中的硫酸钠予以回收，所用的蒸发方法一般采用热蒸汽，为了节能，常常采用多效蒸发设备，但是采用多效蒸发设备的投资大，场地占用大；同时，生产1吨芒硝仍然至少需要0.6吨以上的蒸汽，电力消耗也在40kwh以上，如公开号为CN101966997A的中国专利所公开的；另外，采用蒸发浓缩的方法，容易造成设备腐蚀，而且蒸发工艺耗时长，影响生产效率。 

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能耗低、投资少且利于环保的从脱氯淡盐水中回收硫酸根制取无水芒硝的方法。

本发明采用的技术方案是这样的：一种从脱氯淡盐水中回收硫酸根制取无水芒硝的方法，包括以下步骤：

（1）将脱氯淡盐水进行膜浓缩，得到浓缩液；

（2）将（1）步骤所得浓缩液进行冷冻结晶，离心后得到芒硝；

（3）将（2）步骤所得芒硝在35-99℃下加热熔融，一部分硫酸钠以无水盐析出晶体，晶体经离心、干燥后得到无水硫酸钠产品；另一部分硫酸钠溶液于自身的结晶水中形成饱和硝液；

（4）将（3）步骤所得的饱和硝液重新送入（1）步骤进行膜浓缩后再依次按（2）、（3）步骤进行循环处理。

作为优选：所述（3）步骤中的加热温度为40-50℃。

本发明有机地将膜浓缩、冷冻制硝、热熔析盐（硫酸钠）结合起来，并将热熔析盐步骤中的饱和溶液进行回收再次膜浓缩，解决了现有工艺仅仅采用膜浓缩和冷冻制硝工艺造成的资源浪费和环境污染的问题，同时也解决了现有工艺采用热融蒸发脱水中蒸汽消耗量大、腐蚀设备和生产效率低的问题，克服了本领域技术人员目前制备无水芒硝工艺要么进行蒸发要么加入其他盐分的技术偏见，节约了蒸汽用量，采用本方法，生产1吨无水硫酸钠消耗蒸汽量为0.3-0.4吨，电力消耗不到10kwh；另外采用本发明省略了蒸发饱和硝液或者加入其他盐分的工艺步骤，生产效率大大提高。