[发明专利]一种从高盐废水中制备漏斗状硫酸钠的方法

说明书

本发明涉及一种从高盐废水中制备漏斗状硫酸钠的方法；将废水加热至50～80℃，加入氢氧化钠调节废水pH为11～14，控制搅拌速率为100～400rpm；采用负压蒸发结晶方式，真空度为0.04～0.07MPa，直至蒸出水的体积为原废水体积的20％～30％；得到的产品经过滤、干燥，得到漏斗状无水硫酸钠晶体。制备得到具有漏斗状特殊晶形的硫酸钠产品，其漏斗圆锥角为120°～150°，硫酸钠纯度≥95％；颗粒粒度较大且分布均匀，产品粒径≥300μm。

技术领域

本发明涉及的是一种主要含硫酸钠的制药废水的结晶脱盐工艺，具体涉及一种可从制药废水中高效回收的漏斗状硫酸钠及其制备方法。

背景技术

硫酸钠(Sodium sulfate)，化学式Na₂SO₄，又称为无水芒硝，作为一种常见的无机盐，其溶解度随着温度的升高呈现减小的逆溶解度趋势，在常温下的饱和水溶液中以十水硫酸钠的形式保持固液平衡。因此，工业上通常采用蒸发结晶的方式制得无水硫酸钠产品。

目前，国内硫酸钠的生产主要通过硫酸盐矿和盐湖卤水资源综合开采制备得到。同时，在工业生产中，涉及到脱硫工艺的生产过程最终得到的废水中主要组成物质包括硫酸盐。例如，煤化工和某些制药行业废水中的无机盐成分主要以硫酸钠为主。随着目前日趋严格的水资源管理机制以及环保要求，废水中单质盐的回收成为当前工厂三废治理的重点内容，如何从废水中高效提取制备高品质的盐产品，是打开“废盐”出路的必经之路，是未来高盐废水处理的发展方向。

工业生产条件下，硫酸钠主要以斜方晶系和单斜晶系的粒状晶体为主。蒸发过程中极易成核，颗粒细小易于聚集成松散的簇状，流动性差，加重母液夹带现象。同时，在废水脱盐后的固液分离工序中，由于不当控制得到的硫酸钠呈粉粒状，产品粒径细小(如本申请中对比实例1)，极易形成致密的滤饼增加过滤难度，最终增加生产成本，并且由于大部分废水具有一定的色度，还会对硫酸钠的白度、纯度造成严重影响。因此，改变产品形状，改善晶体粒度分布成为有效提高废水分离效率和产品品质的措施。例如，中国专利申请CN1986406利用添加表面活性剂辅助蒸发清硝液制备得到大粒径的粒状硫酸钠，其粒径可达200-1000μm。由于废水脱盐过程中组成的复杂性，加入添加剂一方面向体系中引入新的杂质，增加废水处理难度，另一方面添加剂对于结晶的作用受限于体系中其他的杂质影响。从目前研究报道中来看，废水中有机杂质的存在对于晶体的成核和生长都会产生一定的抑制作用，很容易导致结晶过程中的爆发成核和细晶的生长受限等不利现象的发生，给高盐废水处理造成很大困难。因此，对于如何从废水中制备大粒度硫酸钠的工艺仍需要继续开发和研究。

从产品下游工艺方面考虑，国内硫酸钠主要用于洗涤剂填充剂、制作硫酸盐制浆、代替纯碱制备玻璃等行业，这三方面的消耗结构比重超过90％。产品的溶解性质直接影响后续产业的运行效率和产品质量。从已有的一些研究报道来看，大颗粒硫酸钠产品的缺点在于溶解缓慢，抑制硫酸钠作为填充剂和制浆助剂的混合效果。因此，生产粒径分布均匀、易溶解的大颗粒硫酸钠产品对于拓展硫酸钠应用领域也具有重要意义。

综合来看，制备堆密度较小、比表面积较大的硫酸钠产品对于提高废水脱盐分离效率、改善下游工艺溶解速率具有重要明显优势。然而目前，专利文献中有关从废水中制备硫酸钠的方法关注点仍然在脱盐工艺的可行性和蒸发结晶装置开发方面，对于硫酸钠的形貌调控并未见报道。而在传统蒸发结晶工艺中，结晶工序内并未考虑搅拌、溶液酸碱度等复杂因素对产品形貌的影响，而本发明则主要通过调控蒸发过程中废水的蒸发强度、搅拌强度和溶液酸碱度等参数，制备得到形貌稳定可控的漏斗状硫酸钠产品，进一步提高其在固液分离和溶解方面特殊的优势。

发明内容

本发明的目的是提供一种从制药领域含硫酸钠的高盐废水中制备漏斗状硫酸钠晶体的方法。得到的产品颗粒尺寸大，易于过滤，具有良好的溶解性，在化工分离以及产品下游应用等方面具有特殊优势。