[发明专利]磷石膏转化回收中硫酸钠的转化再利用方法

摘要

磷石膏转化回收中硫酸钠的转化再利用方法，涉及无机化学工业技术领域，硫酸钠水溶液电解、氢氧化钠水溶液循环利用与硫酸氢钙反应、硫酸循环利用与磷灰石反应生产磷酸和与石膏硫酸钙反应生产硫酸氢钙。运用于磷石膏转化回收再利用。

主权项

1.磷石膏转化回收中硫酸钠的转化再利用方法，其特征在于：(1).一.将Ca(HSO4)2+4NaOH＝2Na2SO4+2H2O+Ca(OH)2↓的反应中的温度为80～100℃硫酸钠热水溶液不需脱水干燥，并降温至50～80℃后直接用管道连续输入电解池或电解槽的阳极室；电解池的阳极室预先加入去离子水或食用软水；或电解池的阳极室预先加入硫酸钠质量浓度为1.4～1.5摩尔/升的硫酸钠水溶液；同时电解池的阴极室预先加入0.5摩尔/升的去离子水或食用软水的氢氧化钠水溶液；并根据电解的速度调整上述硫酸钠热水溶液的输入速度，保持电解池的阳极室中硫酸钠质量含量为1.4～1.5摩尔/升的硫酸钠水溶液；二.将上述(一)的硫酸钠质量含量为1.4～1.5摩尔/升的硫酸钠水溶液用全氟磺酸‑羧酸阳离子交换膜进行膜直流电电解；生成质量百分浓度为30％～40％的氢氧化钠水溶液和质量百分浓度为50％～70％的硫酸水溶液及氢气和氧气；在电解的阳极用平面电极，并在网状排出和收集硫酸水溶液的阳极平面电极的一侧放置耐酸的200～500目/平方厘米涤纶材质的筛网或耐酸铬合金不锈钢筛网，筛网紧贴网状排出和收集硫酸的阳极平面电极的一侧面，筛网单位面积平方厘米上的网孔目数随硫酸钠水电解液的垂直深度增加而增加；阳极的平面电极厚度为2～5mm；以提高流出阳极的硫酸水溶液的质量百分含量达到50％～70％；三.将上述(二)的氢氧化钠水溶液再循环运用于硫酸氢钙与氢氧化钠反应生成硫酸钠和氢氧化钙及水的反应；反应式：Ca(HSO4)2+4NaOH＝2Na2SO4+2H2O+Ca(OH)2↓；四.将上述(二)的部分氢气作为清洁能源循环利用，用于磷石膏废渣加热，加热温度180～200℃，使二水石膏脱水生成半水石膏；或在400～500℃条件下加热磷石膏废渣，使二水石膏脱水生成硫酸钙；五.将上述(二)的质量百分含量为50％～70％的硫酸水溶液看成总质量为100％的整体，分成质量为其45％、30％和25％三部分，此比例划分无需严格的界限，根据生产的实际需要作适当的调整；将上述其中总质量的45％的部分硫酸水溶液用于磷灰石粉与硫酸反应生成磷酸和石膏的反应中或直接作为商品出售；将上述其中总质量的25％的部分硫酸水溶液用于与氨气或氢氧化钾的水溶液反应，生产硫酸铵或硫酸钾；六.将上述(五)的其中总质量的30％的部分硫酸水溶液在100～190℃、气压100pa～20Kpa的条件下，加热减压喷雾脱水，得到硫酸质量百分含量为84％～98％的硫酸水溶液；硫酸低于98％的质量百分含量就用三氧化硫吸收其中的水分，生成质量百分含量为98％的浓硫酸；再将此质量百分含量为98％的浓硫酸用于与上述(四)的半水石膏或硫酸钙反应，生成硫酸氢钙；反应式，CaSO4+浓H2SO4＝Ca(HSO4)2；(2).一.将Ca(HSO4)2+4NaOH＝2Na2SO4+2H2O+Ca(OH)2↓的反应中的温度为80～100℃硫酸钠热水溶液不需脱水干燥，并降温至50～80℃后直接用管道连续输入电解池或电解槽的阳极室；电解池的阳极室预先加入去离子水或食用软水；或电解池的阳极室预先加入硫酸钠质量含量为1.4～1.5摩尔/升的硫酸钠水溶液；同时电解池的阴极室预先加入0.5摩尔/升的去离子水或食用软水的氢氧化钠水溶液；并根据电解的速度调整上述硫酸钠热水溶液的输入速度，保持电解池的阳极室中硫酸钠质量含量为1.4～1.5摩尔/升的硫酸钠水溶液；二.将上述(一)的硫酸钠质量含量为1.4～1.5摩尔/升的硫酸钠水溶液用全氟磺酸一羧酸阳离子交换膜进行膜直流电电解；生成质量百分浓度为30％～40％的氢氧化钠水溶液和质量百分浓度为50％～70％的硫酸水溶液及氢气和氧气；在电解的阳极用平面电极，并在网状排出和收集硫酸水溶液的阳极平面电极的一侧放置耐酸的200～500目/平方厘米涤纶材质的筛网或耐酸铬合金不锈钢筛网，筛网紧贴网状排出和收集硫酸的阳极平面电极的一侧面，筛网单位面积平方厘米上的网孔目数随硫酸钠水电解液的垂直深度增加而增加；阳极的平面电极厚度为2～5mm；以提高流出阳极的硫酸水溶液的质量百分含量达到50％～70％；三.将上述(二)的氢氧化钠水溶液再循环运用于硫酸氢钙与氢氧化钠反应生成硫酸钠和氢氧化钙及水的反应；反应式：Ca(HSO4)2+4NaOH＝2Na2SO4+2H2O+Ca(OH)2↓；四.将上述(二)的部分氢气作为清洁能源循环利用，用于磷石膏废渣加热，加热温度180～200℃，使二水石膏脱水生成半水石膏；或在400～500℃条件下加热磷石膏废渣，使二水石膏脱水生成硫酸钙；五.将上述(二)的质量百分含量为50％～70％的硫酸水溶液看成总质量为100％的整体，分成质量为其45％和55％两部分，此比例划分无需严格的界限，根据生产的实际需要作适当的调整；将上述其中总质量的45％的部分硫酸水溶液用于磷灰石粉与硫酸反应生成磷酸和石膏的反应中或直接作为商品出售；六.将上述(五)的其中总质量的55％的部分硫酸水溶液在100～190℃、气压100pa～20Kpa的条件下，加热减压喷雾脱水，得到硫酸质量百分含量为98％的浓硫酸；再将此质量百分含量为98％的浓硫酸用于与上述(四)的半水石膏或硫酸钙反应，生成硫酸氢钙；反应式，CaSO4+浓H2SO4＝Ca(HSO4)2；彻底循环利用硫酸的硫资源和氢氧化钠。