專(zhuān)利名稱(chēng)：低鐵硫化鈉的制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及堿金屬硫化物的生產(chǎn)工藝。
工業(yè)硫化鈉(俗稱(chēng)硫化堿)是一種重要化工原料，主要應(yīng)用于皮革、造紙、染料、印染、選礦、熒光材料等行業(yè)，工業(yè)上制取硫化鈉有兩種方法其一為氫氧化鈉吸收法，即用濃氫氧化鈉溶液吸收凈化后的含硫化氫氣體而制得較純的產(chǎn)品。但工藝操作復(fù)雜、投資費(fèi)用高。其二為煤粉還原法，即將硫酸鈉與煤粉在高溫煅燒后經(jīng)水浸取、澄溶、濃縮、冷卻固化制得含結(jié)晶水的硫化鈉(Na2S，XH2O)。通常工業(yè)產(chǎn)的硫化鈉含量在60%左右。采取后一種方法，工藝成熟、操作簡(jiǎn)單、原料成本低、投資小。目前國(guó)內(nèi)多采用此工藝路線(xiàn)生產(chǎn)硫化鈉，但用此法生產(chǎn)的硫化鈉，純度低，含鐵量高。近年來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，尤其是化學(xué)工業(yè)的迅猛發(fā)展，許多行業(yè)對(duì)硫化鈉的質(zhì)量要求越來(lái)越高，如高檔皮革、高檔絕緣紙、染料等行業(yè)。硫化鈉鐵含量高，直接影響到高檔產(chǎn)品的質(zhì)量。對(duì)工業(yè)硫化鈉的鐵含量，比0.04%還要少。因此含鐵量高的硫化鈉的工業(yè)品已不能適應(yīng)現(xiàn)化工業(yè)生產(chǎn)的需要。
本發(fā)明的目的改進(jìn)現(xiàn)有的硫化鈉工業(yè)生產(chǎn)工藝流程，利用加入其他助劑和更換設(shè)備，減少雜質(zhì)和降低工業(yè)硫化鈉中的鐵含量，以達(dá)到提高硫化鈉的適用范圍，提供低鐵含量的工業(yè)硫化鈉產(chǎn)品，以滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的需要。
考慮到目前生產(chǎn)的工業(yè)品硫化鈉鐵含量高的原因是由于原料和設(shè)備帶入的鐵和其它雜質(zhì)而呈紅褐色，顏色的深淺與雜質(zhì)的多少有關(guān)，尤其紅色的深淺主要與含鐵多少有關(guān)。當(dāng)鐵含量達(dá)到80ppm以下時(shí)，硫化鈉工業(yè)品的顏色降到黃色;當(dāng)鐵含量降到6ppm以下時(shí)。硫化鈉的顏色可變?yōu)槿榘咨?。因此低鐵硫化鈉的生產(chǎn)關(guān)鍵是要除去半成品濃鹵液中的鐵，其次是在蒸發(fā)加工成產(chǎn)品過(guò)程中，不再帶入鐵。除去濃鹵液中的鐵方法很多，如采用NaOH和水蒸汽使硫化鐵轉(zhuǎn)化而成氫氧化鐵沉淀過(guò)濾除去;采用氰化鈉除鐵;加入氧化鋅、硫化鋅除鐵等。這些方法均因成本高或者操作復(fù)雜而不適合于工業(yè)生產(chǎn)。硫化鈉的腐蝕性更強(qiáng)，硫化鈉中的鐵，大部分是在蒸發(fā)過(guò)程中腐蝕蒸發(fā)設(shè)備而帶入的。所以選用耐硫化鈉腐蝕的蒸發(fā)設(shè)備是非常重要的。因此本發(fā)明除選用了耐硫化鈉腐蝕的材料加工設(shè)備(如選用不銹鋼、陶瓷材料的蒸發(fā)器、貯液罐等)外，經(jīng)多次試驗(yàn)和研究，篩選出一種合適于工業(yè)生產(chǎn)的除鐵劑-硫化鋇，可有效地控制硫化鈉產(chǎn)品的鐵含量。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)分析證明未經(jīng)硫化鋇處理的濃鹵液(經(jīng)煤粉和硫酸鈉高溫煅燒并水浸后的半成品)混濁濃鹵液中鐵含量＞0.1g/l，溶濃鹵液的鐵含量＞0.04g/l，其中硫化鈉含量為300-310g/l，加入硫化鋇并澄溶6-8小時(shí)后，濃鹵中的鐵含量在0.01～0.03g/l，證明加入硫化鋇，能有效地除去濃鹵液中的鐵。本發(fā)明的低鐵硫化鈉的生產(chǎn)方法是通過(guò)下列措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的煤粉還原硫酸鈉的生產(chǎn)工藝流程。煅燒反應(yīng)→水浸取→澄溶→濃鹵液(硫化鈉半成品)→蒸發(fā)→加工成品(片、塊、粒)→包裝在濃鹵液中加入除鐵劑-硫化鋇以去除雜質(zhì)及鐵，以實(shí)現(xiàn)低鐵硫化鈉產(chǎn)品，改進(jìn)后的工藝流程為煅燒反應(yīng)→水浸取→澄溶→除雜(鐵及其他雜質(zhì))→澄溶→蒸發(fā)→加工成品→包裝。具體工藝步驟如下將硫化鈉與煤粉混勻經(jīng)煅燒，生成半成品(粗堿)倒入熱化槽內(nèi)，經(jīng)澄溶后的硫化鈉濃鹵液，其中硫化鈉含量為250～350g/l，再打入耐腐蝕的反應(yīng)罐內(nèi)，在攪拌下，按一定比例加入硫化鋇，硫化鋇的加入量為濃鹵液中硫化鈉的1～50%。然后澄溶6-8小時(shí)，將溶液打入耐腐蝕的濃鹵貯箱供蒸發(fā)用。澄溶好的濃鹵液經(jīng)預(yù)熱，打入蒸發(fā)鍋內(nèi)，蒸發(fā)濃縮到硫化鈉含量大于60%，冷卻再加工成產(chǎn)品。產(chǎn)品可以是塊狀也可以加工成片狀或粒狀。包裝而成。所述反應(yīng)罐和濃鹵貯箱是不銹的或搪瓷的。硫化鋇的較好加入量為濃鹵液中硫化鈉的20～30%。
所用的硫化鋇由無(wú)煙煤和重晶石(含硫酸鋇80～95%)混合后投入轉(zhuǎn)爐中煅燒反應(yīng)生成硫化鋇固體，經(jīng)溶解和澄溶，將硫化鋇配成100～300g/l的水溶液作為除鐵劑，然后加到濃鹵液中。
由本發(fā)明的方法制取的低鐵硫化鈉，其鐵含量和其他雜質(zhì)均比不加除鐵劑的硫化鈉低，尤其是鐵含量低于0.008%(表)完全可滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中制革、染整和造紙等行業(yè)的高檔產(chǎn)品的生產(chǎn)需要。
表1加除鐵劑與不加除鐵劑的硫化鈉產(chǎn)品比較未加硫化鋇加硫化鋇硫化鈉%(Na2S) 60.35 60.40碳酸鈉%(Na2Co3) 1.40 0.10鐵%(Fe)0.04～0.15<0.008水不溶物%0.140.027實(shí)例1:
煤粉和硫化鈉混合煅燒后經(jīng)熱化槽水浸取澄溶的濃鹵液，取濃鹵液101經(jīng)分析硫化鈉含量為260g/l，打入不銹鋼反應(yīng)罐內(nèi)，在攪拌下，加入含硫化鋇300g/l的硫化鋇水溶液4l，然后澄溶8小時(shí)。再將澄溶好的濃鹵液，經(jīng)預(yù)熱后，打入蒸發(fā)鍋內(nèi)蒸發(fā)濃縮控制硫化鈉含量大于60%，出鍋，用制片機(jī)加工成片狀硫化鈉。鐵含量為0.005%。
實(shí)例2
方法同實(shí)例1。取硫化鈉含量為316.6g/l的濃鹵液，加入300g/l的硫化鋇水溶液2.8l，制得低鐵硫化鈉，鐵含量為0.0039%。
實(shí)例3方法同實(shí)例1。取硫化鈉含量為308g/l的濃鹵液10l，加入280g/l的硫化鋇水溶液0.58l，制得低鐵硫化鈉，鐵含量為0.006%。
權(quán)利要求
1.一種制取工業(yè)用低鐵硫化鈉的方法，將硫酸鈉與煤粉混勻經(jīng)煅燒、水浸取、澄清后的硫化鈉濃鹵液，其特征在于加入除鐵劑到所述的濃鹵液中，經(jīng)放置、澄清6-8小時(shí)，蒸發(fā)濃縮，制得含鐵量小于0.008%的硫化鈉，所述除鐵劑是硫化鋇，其加入量為濃鹵液中硫化鈉的1～50%。
2.如權(quán)利要求1所述的制取工業(yè)用低鐵硫化鈉的方法，其特征在于所述硫化鋇較好加入量為濃鹵液中硫化鈉的20～30%。
3.如權(quán)利要求1、2所述的制取工業(yè)用低鐵硫化鈉的方法，其特征在于所述硫化鋇加入方式可以是加入硫化鋇的水濃液。
4.如權(quán)利要求1、2、3所述的制取工業(yè)用低鐵硫化鈉的方法，其特征在于所述含鐵量小于0.008%的硫化鈉可加工成塊狀、片狀、粒狀中的任一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)煤粉還原硫酸鈉工藝制取低鐵硫化鈉(硫化堿)的生產(chǎn)方法。本發(fā)明方法是在經(jīng)煅燒、水浸取后的含硫化鈉(粗堿)的濃鹵液中加入除鐵劑——硫化鋇，除去鐵和其他雜質(zhì)，再經(jīng)處理和蒸發(fā)濃縮等工藝而制取的低鐵硫化鈉，其中含鐵量小于0.008％，完全可滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中制革、染色、造紙等行業(yè)中生產(chǎn)高檔精制產(chǎn)品的需要。
文檔編號(hào)C01B17/24GK1094012SQ9310427
公開(kāi)日1994年10月26日 申請(qǐng)日期1993年4月17日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月17日
發(fā)明者曹引群, 辛國(guó)棟, 王洪博, 王尚君, 王文鳳, 劉錫成, 李日升, 葉茂琮 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古國(guó)營(yíng)巴盟農(nóng)管局化工廠(chǎng)