專利名稱：利用硫化堿還原廢水生產亞硫酸鈉和硫化鈉的新方法
技術領域：
本發(fā)明涉及化工廢水凈化處理再利用技術，特別是利用硫化堿還原廢水生產亞硫酸鈉和硫化鈉的新方法。
背景技術：
不少化工產品的生產都可能產生硫化堿還原廢水，例如對氨基苯甲醚、鄰苯二胺等化工產品都是采用硫化堿還原方法制得，在生產過程中，必定產生高濃度、污染嚴重的硫化堿還原廢水。目前，處理硫化堿還原廢水最常見的方法是利用廢水中的有效成分加入硫磺進行氧化反應，繼而生產出硫代硫酸鈉產品。但是在這過程中仍有三廢產生，例如二氧化硫及硫化氫氣體、鹽渣及固體有機廢物和COD值嚴重超標的工業(yè)廢水等。因此硫化堿還原廢水的凈化處理一直是行業(yè)內期望予以解決的問題。本申請人于2006年七月提出了“一種凈化處理鄰苯二胺硫化堿還原廢水的新方法”的專利申請(申請?zhí)?00610041069.4)，是經過幾年的探索，從小試研究到中試實踐才獲得成功的凈化處理硫化堿還原廢水的新方法。該方法不僅可凈化處理鄰苯二胺硫化堿還原廢水，也適用于其它化工產品在生產過程中所產生的硫化堿還原廢水的凈化處理。例如，可以對生產對氨基苯甲醚的硫化堿還原廢水的凈化處理，因為生產對氨基苯甲醚和生產鄰苯二胺所產生的硫化堿還原廢水的主要化學物質組成均包含有硫化堿、氫氧化鈉，硫代硫酸鈉。因此，可以說它們凈化處理的工藝流程、方法步驟也基本一致。因而，該辦法在處理硫化堿還原廢水方面是相通的，只是當廢水中在所含物質、及其組份的含量有差別時，其工藝步驟與參數可能要稍作調整。所述200610041069、4申請案從根本上解決了硫化堿還原廢水的凈化處理問題，其處理過程中無二次污染產生，方法簡單而實用，同時在不添加任何化工原料的情況下獲得造紙行業(yè)用亞硫酸鹽法制造紙漿的必不可少的原料——亞硫酸鈉混合物，還實現了資源化的生產。但是，亞硫酸鈉混合物在被廠方使用中也出現了新的問題，一是該亞硫酸鈉混合物呈灰黑色，不利于紙漿的漂白，在處理過程中，多少還會產生二次污染；二是該亞硫鈉混合物給出的組分計量不穩(wěn)定，增添了使用時的麻煩；三是該亞硫酸鈉混合物還屬于粗品，市場通用范圍不廣，銷售附加值不高。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對上述存在問題，提出了一種利用硫化堿還原廢水生產亞硫酸鈉和硫化鈉的新方法，目的在于對硫化堿還原廢水作深入處理，提純亞硫酸鈉混合物，而獲得適用范圍廣，方便用戶使用，高附加值、純度相對較高的亞硫酸鈉和硫化鈉產品。
本發(fā)明的技術解決方案本發(fā)明用以制作亞硫酸鈉，硫化堿的母液即為硫化堿還原廢水，其所包含的主要成份為硫化堿(Nas)、氫氧化鈉(NaoH)、硫代硫酸鈉(Na2S2O3)，此外，還包含了少量的有機物質。
本發(fā)明依據化學反應原理的方程式為檢測硫化堿還原廢水中的硫代硫酸鈉、含量，加入相應的氫氧化鈉發(fā)生反應獲得亞硫酸鈉混合物，其工藝步驟為(一)真空蒸發(fā)母液水；(二)脫除母液水所含氯化鈉(如母液水中不含氯化鈉可不設該步驟)；
(三)真空濃縮已脫鹽或無鹽的母液水，獲得亞硫酸鈉和硫化鈉的混合物；(四)溶解亞硫酸鈉和硫化鈉的混和物，得到飽和溶液；(五)飽和溶液以活性炭吸附脫色，壓濾出渣；(六)將出渣后的飽和溶液進行真空蒸發(fā)，獲得亞硫酸鈉結晶物；(七)將上述余液加溫濃縮或蒸發(fā)，獲得硫化鈉結晶物。
以上工藝步驟的(一)至(三)步與20061041069、4的申請案的主要技術特征是相一致的。
本發(fā)明的有益效果(一)對“對氨基苯甲醚及鄰苯二胺等一類化工產品的生產中，所產生的大量的高濃度、重污染的廢水可進行徹底的凈化處理，無二次污染產生，改善了人們的生產和生存環(huán)境；(二)利用硫化堿還原廢水，在不添加任何化工原料的情況下生產出適用范圍更廣的、純度更高的亞硫酸鈉和硫化鈉化工產品，供工業(yè)企業(yè)擇用，提高了就廢水處理所得副產品的附加值，是一種變廢而寶的工藝方法；(三)整個工藝步驟簡單、清潔，處理硫化堿還原廢水投入小、能耗低，易于推廣應用。


附圖為本發(fā)明工藝流程框圖具體實施方式
實施例本發(fā)明以對氨基苯甲醚硫化堿還原廢水生產亞硫酸鈉和硫化鈉為例進一步說明本發(fā)明的技術解決方案對氨基苯甲醚硫化堿還原廢水中，主要成分為
組份硫化鈉(Na2s) 質量濃度/(g.L-1)30-40硫代硫酸鈉(Na2S2O3) 260-280氫氧化鈉(NaOH) 120-130有機物2-3不含氯化鈉現結合附圖，再說明其具體的工藝步驟如下(一)過濾母液水(即為硫化堿還原廢水)。去除母液中的漂浮物，采用壓濾機壓濾，給出壓力為110-120kpa，壓濾出母液中的含有的有機物。
(二)真空蒸發(fā)。母液水量占蒸發(fā)器容積的60％，不超過總容量60％，真空度為80-90kpa，當母液水濃度達到50-55婆美度時停止蒸發(fā)，同時收集蒸氣冷凝水，以備后面工序作清潔的冷卻水用。
(三)真空濃縮。先將真空蒸發(fā)所得溶融物料放出，檢測物料中硫代硫酸鈉和氯氧化鈉的含量，按所含硫代硫酸鈉與氫氧化鈉的重量2∶1配比要求加入片狀或液態(tài)的氫氧化鈉，滿足硫代硫酸鈉組份為2，氫氧化鈉組份為1；然后在真空刮板式的濃縮罐中進行濃縮，當真空度達到80-85kpa，溫度達到135℃-145℃時，消除真空，停止?jié)饪s。趁熱放出物料，堆放到陰涼、避光避水之處，且堆放高度不超過30CM，自然冷卻即得亞硫酸鈉和硫化鈉的混合物。在濃縮的過程中也同時收集蒸氣冷凝水，以備后面工序作清潔的冷卻水用。
(四)分別制取亞硫酸鈉、硫化鈉。
(1)亞硫酸鈉的制取。收集上述工序中蒸發(fā)、濃縮過程中的冷凝水又作過冷卻水的剩余水匯集于容器中，將粉碎后的亞硫酸鈉和硫化鈉的混和物以1立方米水加入400kg比例倒入該水容器中，邊攪拌、邊加熱，當水溶液濃度達到27-29％的飽和狀態(tài)時，再按1立方水放入3-6kg比例放入活性炭，再充分攪拌，然后由壓濾機脫色濾雜，將壓濾后的溶液再進行真空蒸發(fā)，在蒸發(fā)過程中，隨著濃度的增加，亞硫酸鈉開始結晶，當真空度達到80-90kpa、濃度達到58-60％時，消除真空，停止蒸氣。所得物料為結晶狀的亞硫酸鈉，將此物料進行離心分離，并以250℃-300℃汽流干燥得含量在92％以上的白色粉末狀的無水亞硫酸鈉。
(2)硫化鈉的制取(有兩種方法)。
(a)方法將上述經亞硫酸鈉物料離心分離后的溶液置于濃縮罐繼續(xù)濃縮，溫度達到140℃-145℃，真空度達到80-90kpa時，粘稠狀的物料變成固態(tài)，粉碎得含量在60％以上的硫化鈉；(b)方法將上述經亞硫酸鈉物料離心分離后的溶液蒸發(fā)到質量分數為38-39％，結晶溫度65度時，保持3-4小時，再以離心機分離，即獲得顆粒均勻、質量穩(wěn)定的含量在60％以上的硫化鈉。
另在其他的含氯化鈉的硫化堿還原廢水需進行脫除母液水所含氯化鈉的步驟，該步驟使母液水溫保持在60-90度之間、靜止沉降2-2.5小時所得溶融鹽經離心機甩干，得成品工業(yè)鹽。
綜上，利用硫化堿還原廢水生產亞硫酸鈉和硫化鈉的整個工序無三廢產生。因此，可以認為凡化工產品以硫化堿還原方法生產而產生的硫化堿還原廢水，均可以本發(fā)明方法作凈化處理，并可同時分別制得亞硫酸鈉、硫化鈉產品，這也是本發(fā)明要求保護的范圍。
權利要求
1.利用硫化堿還原廢水生產亞硫酸鈉和硫化鈉的新方法，其特征在于該方法用以制作亞硫酸鈉，硫化鈉的母液即為硫化堿還原廢水，該方法的主要步驟為(一)真空蒸發(fā)母液水；(二)真空濃縮母液水，獲得亞硫酸鈉和硫化鈉的混合物；(三)溶解亞硫酸鈉和硫化鈉的混和物，得到飽和溶液；(四)飽和溶液以活性炭吸附脫色，壓濾出渣；(五)將出渣后的飽和溶液進行真空蒸發(fā)，獲得亞硫酸鈉結晶物；(六)將上述余液加溫濃縮或蒸發(fā)獲得硫化鈉結晶物。
2.根據權利要求1所述的利用硫化堿還原廢水生產亞硫酸鈉和硫化鈉的新方法，其特征在于當母液水中含有氯化鈉組分時，上述步驟一真空蒸發(fā)母液水與步驟二真空濃縮已脫鹽的母液水之間需進行脫除母液水所含氯化鈉的步驟。
3.根據權利要求1所述的利用硫化堿還原廢水生產亞硫酸鈉和硫化鈉的新方法，其特征在于所述真空蒸發(fā)母液水之前還包括母液水過濾步驟；所述真空濃縮母液水之后還包括濃縮物料的處理母步驟，即趁熱放出物料，堆放到陰涼、避光避水之處，且堆放高度不超過30CM，自然冷卻即得亞硫酸鈉和硫化鈉的混合物。
4.、根據權利要求1所述的利用硫化堿還原廢水生產亞硫酸鈉和硫化鈉的新方法，其特征在于所述的真空蒸發(fā)母液水步驟中，母液水量占蒸發(fā)器容積的60％，不超過總容量60％，真空度為80-90kpa，當母液水濃度達到50-55婆美度時停止蒸發(fā)，同時收集蒸氣冷凝水，作為后面工序的冷卻水。
5.根據權利要求2所述的利用硫化堿還原廢水生產亞硫酸鈉和硫化鈉的新方法，其特征在于所述的脫除母液水所含氯化鈉的步驟，需使母液水溫保持在60-90度之間靜止沉降2-2.5小時所得溶融鹽經離心機甩干，得成品工業(yè)鹽。
6.根據權利要求1所述的利用硫化堿還原廢水生產亞硫酸鈉和硫化鈉的新方法，其特征在于所述的真空濃縮母液水步驟是先將真空蒸發(fā)所得溶融物料放出，檢測物料中硫代硫酸鈉和氫氧化鈉的含量，按所含硫代硫酸鈉與氫氧化鈉的重量2∶1配比要求，加入氫氧化鈉，滿足硫代硫酸鈉組份為2，氫氧化鈉組份為1；然后在真空刮板式的濃縮罐中進行濃縮，當真空度達到80-85kpa，溫度達到135℃-145℃時，消除真空，停止?jié)饪s。
7.根據權利要求1所述的利用硫化堿還原廢水生產亞硫酸鈉和硫化鈉的新方法，其特征在于所述溶解亞硫酸鈉和硫化鈉的混和物，得到飽和溶液，以活性炭吸附脫色，壓濾出渣，將壓濾后的溶液再進行真空蒸發(fā)，獲得結晶亞硫酸鈉，再離心機分離，得無水亞硫酸鈉；將經亞硫酸鈉物料離心分離后的溶液再濃縮或再蒸發(fā)得硫化鈉。
8.根據權利要求7所述的利用硫化堿還原廢水生產亞硫酸鈉和硫化堿的新方法，其特征在于獲得亞硫酸鈉的具體步驟是將亞硫酸鈉和硫化堿的混和物400kg加入1立方米的水中邊攪拌、邊加熱，當溶液濃度達到27-29％的飽和狀態(tài)時，再按1立方水放入3-5kg比例放入活性炭，再充分攪拌，然后由壓濾機脫色濾雜，將壓濾后的溶液再進行真空蒸發(fā)，在蒸發(fā)過程中，隨著濃度的增加，亞硫酸鈉開始結晶，當真空度達到80-90kpa、濃度達到58-60％時，消除真空，停止蒸氣，將結晶狀的亞硫酸鈉，進行離心分離，并以250℃-300℃汽流干燥，得無水亞硫酸鈉。
9.根據權利要求7所述的利用硫化堿還原廢水生產亞硫酸鈉和硫化鈉的新方法，其特征在于將經亞硫酸鈉物料離心分離后的溶液，以濃縮方法獲得硫化鈉的具體步驟是使?jié)饪s溫度達到140℃-145℃，真空度達到80-90kpa，粘稠狀的物料即變成固態(tài)，粉碎得硫化堿；以蒸發(fā)方法獲得硫化堿的具體步驟是使溶液蒸發(fā)到質量分數為38-39％，結晶溫度65度時，保持3-4小時，再以離心機分離，得硫化鈉。
10.根據權利要求1所述的利用硫化堿還原廢水生產亞硫酸鈉和硫化堿的新方法，其特征在于該方法同樣適用于對氨基苯甲醚的硫化堿還原廢水的凈化處理和生產亞硫酸鈉和硫化鈉產品。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用硫化堿還原廢水生產亞硫酸鈉和硫化鈉的新方法。本發(fā)明以硫化堿還原廢水為母液，采取真空蒸發(fā)母液水；真空濃縮已脫鹽或無鹽的母液水；獲得亞硫酸鈉和硫化鈉的混合物；制作亞硫酸鈉和硫化鈉的混合物飽和溶液；以活性炭吸附脫色，壓濾出渣；將出渣后的飽和溶液再進行真空蒸發(fā)等，獲得白色無水亞硫酸鈉；將其余液再以加溫濃縮或蒸發(fā)的兩種方法獲得硫化鈉。本發(fā)明對硫化堿還原廢水可進行徹底的凈化處理，生產出純度更高的亞硫酸鈉和硫化鈉，提高了所得副產品的附加值，整個工藝步驟簡單、清潔、且投入小、能耗低，社會和經濟效益顯著，易于推廣應用。
文檔編號C01B17/00GK1948153SQ200610097198
公開日2007年4月18日 申請日期2006年10月31日 優(yōu)先權日2006年10月31日
發(fā)明者趙志軍 申請人:趙志軍