一種利用氯堿工業陰極廢水制備α高強石膏的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及工業廢水處理，特別涉及利用工業廢水制備α高強石膏的方法。
【背景技術】
[0002] 氯堿工業陰極的硫酸根離子含量較大，直接排放浪費資源且不環保。目前氯堿行 業普遍采用冷凍結晶的方法回收溶液中的硫酸鈉，也即將硫酸鈉通過先降溫結晶，然后離 心進行分離，最后再利用煅燒設備進行煅燒，脫去十水硫酸鈉的游離水和結晶水，變為無水 硫酸鈉，最后進行包裝銷售。
[0003] 十水硫酸鈉也稱芒硝，化學式為Na2S〇4 · 10Η20,在高溫煅燒脫水生成無水硫酸鈉 的過程中需要吸熱大量的熱能，另外十水硫酸鈉在結晶、離心過程中也需要消耗大量的電 能。硫酸鈉的用途相對硫酸鈣來說用途窄，社會需要量也小。在氯堿行業，每天產生的十水 硫酸鈉和經煅燒后生產無水硫酸鈉成給企業的可持續發展帶來了沉重的負擔。
【發明內容】
[0004] 針對上述現有技術的不足之處，本發明解決的問題為:傳統通過冷凍結晶、離心、 煅燒的方法回收氯堿工業溶液中的硫酸鈉，造成熱能、電能極大消耗，處理成本高，硫酸鈉 的用途相對硫酸鈣來說用途窄，社會需要量也小。
[0005] 為解決上述問題，本發明采取的技術方案如下：
[0006] -種利用氯堿工業陰極廢水制備α高強石膏的方法，步驟如下：
[0007] (1)廢水預處理：用氯化鈣溶液和氯堿工業陰極廢水中的硫酸鈉溶液進行反應生 成二水硫酸鈣晶體和氯化鈉；
[0008] (2)過濾分離:將步驟(1)中反應生成的二水硫酸鈣晶體進行過濾分離；
[0009 ] (3)氯離子洗滌:在步驟(2)中含有氯化鈉雜質的二水硫酸鈣晶體中加入潔凈水并 進行攪拌，形成懸浮液，過濾分離二水硫酸鈣晶體和氯化鈉溶液；
[0010] (4)轉晶：在步驟(3)中洗滌后的二水硫酸鈣晶體中加入水攪拌形成石膏懸浮液， 將石膏懸浮液送入含有轉晶劑的轉晶釜內進行轉晶，形成α高強石膏晶體；
[0011] (5)固液分離:將步驟(4)中轉晶得到的α高強石膏晶體和含有轉晶劑的溶液采用 離心機進行固液分離；
[0012 ] (6)干燥粉磨改性:將步驟(5)分離出來的α高強石膏通過螺旋輸送機送入干燥機， 利用熱空氣進將經分離后的α高強石膏干燥成游離水含量率小于0.7%的粉體，將干燥后的 α高強石膏粉體進行粉磨，改善α高強石膏粉的顆粒級配，最后得到α高強石膏成品。
[0013] 進一步，所述步驟(3)中二水硫酸鈣晶體和氯化鈉溶液采用真空皮帶過濾機或則 離心機分離。
[0014] 進一步，所述步驟(4)中轉晶釜的溫度為107~180°C;壓力為0.13~IMPa;保溫時 間為1~8h。
[0015] 進一步，所述步驟(1)中的反應時間為1~4h。
[0016] 進一步，所述步驟(4)中的二水硫酸鈣晶體占二水硫酸鈣晶體和水總質量的10 % ~50% ;所述的轉晶劑占水質量的0.1 %~0.4%。
[0017] 進一步，所述的用于洗滌二水硫酸鈣晶體的潔凈水的質量與二水硫酸鈣晶體的質 量比介于1:1至10:1之間。
[0018] 本發明的有益效果
[0019] 1.本發明采用氯化鈣為原料，將氯化鈣配制成溶液后與硫酸鈉溶液反應，生成二 水硫酸鈣和氯化鈉溶液。生成的氯化鈉溶液為作為氯堿工業的原料用于生產氫氧化鈉和氯 氣，而二水硫酸鈣則用于生產α高強石膏，因為本發明是真正意義上的綠色工藝、循環經濟。
[0020] 2.目前以二水石膏為原料的熟石膏產品具有加好的市場前景，其中尤其是高白 度、高強度、低膨脹率的α高強石膏和高白度，具有較高的附加值。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發明氯化鈣和硫酸鈉結晶形成的二水硫酸鈣的形貌圖。
[0022] 圖2為氯化鈣和硫酸鈉結晶形成的二水硫酸鈣為原料制備的α高強石膏的形貌圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面將對本
【發明內容】
作進一步詳細說明。
[0024] 實施例1
[0025] 將10g/L Na2S〇4溶液和7.8g/LCaCl2溶液按化學計量一起用栗送到反應釜，反應結 晶時間為2小時，然后對含有二水硫酸鈣晶體和氯化鈉溶液的懸浮液進行固液分離，分離設 備為真空皮帶機。將分離后的二水硫酸鈣晶體用水洗滌，本發明用潔凈水和含有氯化鈉的 二水硫酸鈣晶體在攪拌池中攪拌成懸浮液，然后采用真空皮帶過濾機或離心機分離二水硫 酸鈣晶體和含有氯化鈉的溶液，用于洗滌二水硫酸鈣晶體的潔凈水的質量與二水硫酸鈣晶 體的質量比為2:1，洗滌后的二水硫酸鈣晶體和水配制成固含量為35%的石膏懸浮液，向石 膏懸浮液中加入質量為水質量0.2%的轉晶劑，然后將石膏懸浮液升溫至130°C，0.2MPa，保 溫2小時，保溫2小時抗后從結晶釜放料至離心機分離，分離出的α高強石膏進入干燥機干 燥，干燥后的α高強石膏粉經粉磨后得成品。α高強石膏粉成品的性能指標為：
[0027] 實施例2
[0028] 將100g/L Na2S〇4溶液和78g/LCaCl2溶液按化學計量一起用栗送到反應釜，反應結 晶時間為1.5小時，然后對含有二水硫酸鈣晶體和氯化鈉溶液的懸浮液進行固液分離，分離 設備為離心機。將分離后的二水硫酸鈣晶體用水洗滌，本發明用潔凈水和含有氯化鈉的二 水硫酸鈣晶體在攪拌池中攪拌成懸浮液，然后采用真空皮帶過濾機或離心機分離二水硫酸 鈣晶體和含有氯化鈉的溶液，用于洗滌二水硫酸鈣晶體的潔凈水的質量與二水硫酸鈣晶體 的質量比為4:1，洗滌后的二水硫酸鈣晶體和水配制成固含量為20%的石膏懸浮液體，向石 膏懸浮液中加入質量為水質量0.3 %的轉晶劑，然后將懸浮液升溫至140°C，0.4MPa，保溫 1.5小時，保溫1.5小時抗后從結晶釜放料至離心機分離，分離出的α高強石膏進入干燥機干 燥，干燥后的α高強石膏粉經粉磨后得成品。α高強石膏粉成品的性能指標為：
[0030] 實施例3
[0031] 將50g/L Na2S〇4溶液和39g/LCaCl2溶液按化學計量一起用栗送到反應釜，反應結 晶時間為2.5小時，然后對含有二水硫酸鈣晶體和氯化鈉溶液的懸浮液進行固液分離，分離 設備為離心機。將分離后的二水硫酸鈣晶體用水洗滌，本發明用潔凈水和含有氯化鈉的二 水硫酸鈣晶體在攪拌池中攪拌成懸浮液，然后采用真空皮帶過濾機或離心機分離二水硫酸 鈣晶體和含有氯化鈉的溶液，用于洗滌二水硫酸鈣晶體的潔凈水的質量與二水硫酸鈣晶體 的質量比為4:1，洗滌后的二水硫酸鈣晶體和水配制成固含量為35%的石膏懸浮液體，向石 膏懸浮液中加入質量為水質量0.2 %的轉晶劑，然后將石膏懸浮液升溫至130°C，0.6MPa，保 溫2小時，保溫2小時抗后從轉晶釜放料至離心機分離，分離出的α高強石膏進入干燥機干 燥，干燥后的α石膏粉經粉磨后得成品。α高強石膏粉成品的性能指標為：
[0033] 實施例4
[0034] 將lg/L Na2S〇4溶液和10g/LCaCl2溶液按化學計量一起用栗送到反應釜，反應結晶 時間為4小時，然后對含有二水硫酸鈣晶體和氯化鈉溶液的懸浮液進行固液分離，分離設備 為真空皮帶機。將分離后的二水硫酸鈣晶體用水洗滌，本發明用潔凈水和含有氯化鈉的二 水硫酸鈣晶體在攪拌池中攪拌成懸浮液，然后采用真空皮帶過濾機或離心機分離二水硫酸 鈣晶體和含有氯化鈉的溶液，用于洗滌二水硫酸鈣晶體的潔凈水的質量與二水硫酸鈣晶體 的質量比為6:1，洗滌后的二水硫酸鈣晶體和水配制成固含量為45%的石膏懸浮液體，向石 膏懸浮液中加入質量為水質量0.25 %的轉晶劑，然后將懸浮液升溫至130°C，0.8MPa，保溫2 小時，保溫2小時抗后從結晶釜放料至離心機分離，分離出的α高強石膏進入干燥機干燥，干 燥后的α高強石膏粉經粉磨后得成品。α高強石膏粉成品的性能指標為：
[0036]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種利用氯堿工業陰極廢水制備α高強石膏的方法，其特征在于，步驟如下： (1) 廢水預處理：用氯化鈣溶液和氯堿工業陰極廢水中的硫酸鈉溶液進行反應生成二 水硫酸鈣晶體和氯化鈉； (2) 過濾分離:將步驟(1)中反應生成的二水硫酸鈣晶體進行過濾分離； (3) 氯離子洗滌:在步驟(2)中含有氯化鈉雜質的二水硫酸鈣晶體中加入潔凈水并進行 攪拌，形成懸浮液，過濾分離二水硫酸鈣晶體和氯化鈉溶液； (4) 轉晶：在步驟(3)中洗滌后的二水硫酸鈣晶體中加入水攪拌形成石膏懸浮液，將石 膏懸浮液送入含有轉晶劑的轉晶釜內進行轉晶，形成α高強石膏晶體； (5) 固液分離:將步驟(4)中轉晶得到的α高強石膏晶體和含有轉晶劑的溶液采用離心 機進行固液分離； (6) 干燥粉磨改性:將步驟(5)分離出來的α高強石膏通過螺旋輸送機送入干燥機，利用 熱空氣進將經分離后的α高強石膏干燥成游離水含量率小于0.7 %的粉體，將干燥后的α高 強石膏粉體進行粉磨，改善α高強石膏粉的顆粒級配，最后得到α高強石膏成品。2. 根據權利要求1所述的利用氯堿工業陰極廢水制備α高強石膏的方法，其特征在于， 所述步驟(3)中二水硫酸鈣晶體和氯化鈉溶液采用真空皮帶過濾機或則離心機分離。3. 根據權利要求1所述的利用氯堿工業陰極廢水制備α高強石膏的方法，其特征在于， 所述步驟(4)中轉晶釜的溫度為107~180°C;壓力為0.13~IMPa;保溫時間為1~8h。4. 根據權利要求1所述的利用氯堿工業陰極廢水制備α高強石膏的方法，其特征在于， 所述步驟(1)中的反應時間為1~4h。5. 根據權利要求1所述的利用氯堿工業陰極廢水制備α高強石膏的方法，其特征在于， 所述步驟(4)中的二水硫酸鈣晶體占二水硫酸鈣晶體和水總質量的10%~50%;所述的轉 晶劑占水質量的〇. 1 %~〇. 4%。6. 根據權利要求1所述的利用氯堿工業陰極廢水制備α高強石膏的方法，其特征在于， 所述的用于洗滌二水硫酸鈣晶體的潔凈水的質量與二水硫酸鈣晶體的質量比介于1:1至 10:1之間。
【專利摘要】本發明公開了一種利用氯堿工業陰極廢水制備α高強石膏的方法，步驟如下：(1)廢水預處理、(2)過濾分離、(3)氯離子洗滌、(4)轉晶、(5)固液分離、(6)干燥粉磨改性。本發明采用氯化鈣為原料，將氯化鈣配制成溶液后與硫酸鈉溶液反應，生成二水硫酸鈣和氯化鈉溶液。生成的氯化鈉溶液為作為氯堿工業的原料用于生產氫氧化鈉和氯氣，而二水硫酸鈣則用于生產α高強石膏，因為本發明是真正意義上的綠色工藝、循環經濟。
【IPC分類】C01F11/46
【公開號】CN105502466
【申請號】CN201610094137
【發明人】唐永波, 宋小霞
【申請人】江蘇一夫科技股份有限公司, 唐永波
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2016年2月19日