[发明专利]一种副产芒硝的资源化循环利用方法

说明书

本发明公开了一种副产芒硝的资源化循环利用方法，属于副产芒硝处理技术领域，一种副产芒硝的资源化循环利用方法，包括以下步骤：S1:往质量浓度为150‑350g/L的硫酸钠溶液中加入碱性物质调节PH，加入碳酸钠初步除去溶液中的钙、镁离子，S2：对溶液进行精密过滤后进行阳离子交换，对钙、镁以及其它金属离子的深度吸附处理，S3:溶液再次进行精密过滤，然后送入电解槽进行电解处理，阴极制备出碱液，碱液回用至其它工段，阳极制备出酸液，S4:对阳极液进行酸盐分离，分离出的酸回用至其它工段。本发明的副产芒硝的资源化循环利用方法，采用膜电解制备酸和碱，产生的酸和碱可回用于现场其它工段，实现资源化循环再利用。

技术领域

本发明属于副产芒硝处理技术领域，尤其涉及一种副产芒硝的资源化循环利用方法。

背景技术

芒硝是十水硫酸钠的俗名，通常工业上用到的是无水硫酸钠(俗称元明粉)，芒硝含水达60％，现有技术利用芒硝生产元明粉多采用直接加热法，即把水蒸发掉，该工艺消耗蒸汽量大，耗费能源，生产成本高。

其中，粘胶纤维行业是重要的基础化工行业，是人造纤维的主要品种，用木材、棉子绒等为原料，经稀氢氧化钠溶液浸渍处理，与二硫化碳作用成纤维素黄原酸钠，再溶解于稀氢氧化钠溶液得到粘胶溶液，然后通过喷丝头的细孔进入由硫酸、硫酸钠、硫酸锌等组成的凝固浴中成为纤维。经洗涤、脱硫、漂白、干燥等工序制成成品。此过程中的酸浴工序主要是耗酸过程，耗碱过程包括浆粕浸渍、碱纤维素磺酸酯溶解、精炼压洗及废气吸收、酸中和等工序，整个反应过程会副产大量的硫酸钠。过量的硫酸钠在体系中累积而易于结晶析出，凝固浴中过高的硫酸钠浓度使纤维凝固过速，难以形成微细结构，影响纤维产品质量。为了确保体系盐度的平衡，现有技术主要通过蒸发和冷冻结晶的方式，从酸浴液中分离出硫酸钠，然后通过重结晶、脱水等工艺去除硫酸钠结晶物中的杂质，达到元明粉外售标准。

由于元明粉价格低廉，该工艺制得的元明粉能耗高，经济性较差，甚至会形成“有价无市”的情况。如何解决纤维行业副产芒硝的问题，将会极大的促进整个纤维行业的环保、绿色的可持续发展。本发明结合前人相关工作的基础上，开发出一套粘胶纤维行业副产硫酸钠离子膜电解制备酸、碱的技术，产生的酸碱可以直接回用现场工段，从而从源头上解决了粘胶纤维行业硫酸钠的平衡问题。

离子交换膜是对离子具有选择透过性的高分子材料制成的薄膜，在盐水淡化脱盐、有机和无机化合物的纯化以及燃料电池隔膜与离子选择性电极中具有广泛的应用前景。离子膜技术在现代氯碱化工氯化钠膜电解制备氢氧化钠和氯气方面已经得到的广泛的应用。而其中的磺酸型阳离子膜是带有固定基团和可解离的离子交换膜，具有化学性质稳定、耐氧化和耐酸碱的能力。

近期，国内外相关科研院所针对离子交换膜技术电解硫酸钠制备酸、碱的相关研究取得了一定的进展，但终究由于相关的技术、经济指标不具有工业可行性而终止。专利：一种硫酸钠废水的处理工艺(CN201611078301.1)，公开了采用降膜蒸发器加热蒸发浓缩硫酸钠的方法，未能从根本上解决硫酸钠高值。专利：一种双极膜电渗析法从粘胶纤维硫酸钠废液制取酸碱的方法(CN201310311739.X)公开了双极膜电渗析技术处理粘胶纤维行业副产物硫酸钠的方法，该方法存在工艺预处理流程复杂，酸碱生产效率低，特别是硫酸钠中残留的半纤维素物质若不处理彻底会对电渗析设备中的阴膜有致命的不可逆伤害。而且该工艺产生的酸浓度低于8％，特别是碱浓度大约在5－8％左右，浓度较低，无法直接回用，还需额外的进行蒸发浓缩。专利：硫酸钠废水综合利用的方法(CN201010612329.5)公开了采用离子膜电解硫酸钠制备酸和碱回用的方法，公开的方法中，所用预处理所用有机药剂聚丙烯酰胺(PAM)是不合理的，会增加对离子膜的伤害；所述水质的预处理单元，没有增加离子交换树脂深度除金属离子的工序，这样会增加电解槽中有害金属离子的浓度，致使膜的流道堵塞、增大膜电阻，减少膜的使用寿命；同时该工艺中，阳极液中最终得到的是硫酸和硫酸钠的混合物，没有解决阳极液中硫酸和硫酸钠的分离问题，限制了阳极液的再利用，致使硫酸钠的利用率降低，电流效率无法保障。

发明内容