申请日2016.02.19
公开(公告)日2016.04.20
IPC分类号C01F11/46
摘要
本发明公开了一种利用氯碱工业阴极废水制备α高强石膏的方法，步骤如下：(1)废水预处理、(2)过滤分离、(3)氯离子洗涤、(4)转晶、(5)固液分离、(6)干燥粉磨改性。本发明采用氯化钙为原料，将氯化钙配制成溶液后与硫酸钠溶液反应，生成二水硫酸钙和氯化钠溶液。生成的氯化钠溶液为作为氯碱工业的原料用于生产氢氧化钠和氯气，而二水硫酸钙则用于生产α高强石膏，因为本发明是真正意义上的绿色工艺、循环经济。
摘要附图
权利要求书
1.一种利用氯碱工业阴极废水制备α高强石膏的方法，其特征在于，步骤如下：
(1)废水预处理：用氯化钙溶液和氯碱工业阴极废水中的硫酸钠溶液进行反应生成二水硫酸钙晶体和氯化钠;
(2)过滤分离：将步骤(1)中反应生成的二水硫酸钙晶体进行过滤分离;
(3)氯离子洗涤：在步骤(2)中含有氯化钠杂质的二水硫酸钙晶体中加入洁净水并进行搅拌，形成悬浮液，过滤分离二水硫酸钙晶体和氯化钠溶液;
(4)转晶：在步骤(3)中洗涤后的二水硫酸钙晶体中加入水搅拌形成石膏悬浮液，将石膏悬浮液送入含有转晶剂的转晶釜内进行转晶，形成α高强石膏晶体;
(5)固液分离：将步骤(4)中转晶得到的α高强石膏晶体和含有转晶剂的溶液采用离心机进行固液分离;
(6)干燥粉磨改性：将步骤(5)分离出来的α高强石膏通过螺旋输送机送入干燥机，利用热空气进将经分离后的α高强石膏干燥成游离水含量率小于0.7%的粉体，将干燥后的α高强石膏粉体进行粉磨，改善α高强石膏粉的颗粒级配，最后得到α高强石膏成品。
2.根据权利要求1所述的利用氯碱工业阴极废水制备α高强石膏的方法，其特征在于，所述步骤(3)中二水硫酸钙晶体和氯化钠溶液采用真空皮带过滤机或则离心机分离。
3.根据权利要求1所述的利用氯碱工业阴极废水制备α高强石膏的方法，其特征在于，所述步骤(4)中转晶釜的温度为107～180℃;压力为0.13～1MPa; 保温时间为1～8h。
4.根据权利要求1所述的利用氯碱工业阴极废水制备α高强石膏的方法，其特征在于，所述步骤(1)中的反应时间为1～4h。
5.根据权利要求1所述的利用氯碱工业阴极废水制备α高强石膏的方法，其特征在于，所述步骤(4)中的二水硫酸钙晶体占二水硫酸钙晶体和水总质量的10%～50%;所述的转晶剂占水质量的0.1%～0.4%。
6.根据权利要求1所述的利用氯碱工业阴极废水制备α高强石膏的方法，其特征在于，所述的用于洗涤二水硫酸钙晶体的洁净水的质量与二水硫酸钙晶体的质量比介于1:1至10:1之间。
说明书
一种利用氯碱工业阴极废水制备α高强石膏的方法
技术领域
本发明涉及工业废水处理，特别涉及利用工业废水制备α高强石膏的方法。
背景技术
氯碱工业阴极的硫酸根离子含量较大，直接排放浪费资源且不环保。目前氯碱行业普遍采用冷冻结晶的方法回收溶液中的硫酸钠，也即将硫酸钠通过先降温结晶，然后离心进行分离，最后再利用煅烧设备进行煅烧，脱去十水硫酸钠的游离水和结晶水，变为无水硫酸钠，最后进行包装销售。
十水硫酸钠也称芒硝，化学式为Na2SO4·10H2O，在高温煅烧脱水生成无水硫酸钠的过程中需要吸热大量的热能，另外十水硫酸钠在结晶、离心过程中也需要消耗大量的电能。硫酸钠的用途相对硫酸钙来说用途窄，社会需要量也小。在氯碱行业，每天产生的十水硫酸钠和经煅烧后生产无水硫酸钠成给企业的可持续发展带来了沉重的负担。
发明内容
针对上述现有技术的不足之处，本发明解决的问题为：传统通过冷冻结晶、离心、煅烧的方法回收氯碱工业溶液中的硫酸钠，造成热能、电能极大消耗，处理成本高，硫酸钠的用途相对硫酸钙来说用途窄，社会需要量也小。
为解决上述问题，本发明采取的技术方案如下：
一种利用氯碱工业阴极废水制备α高强石膏的方法，步骤如下：
(1)废水预处理：用氯化钙溶液和氯碱工业阴极废水中的硫酸钠溶液进行 反应生成二水硫酸钙晶体和氯化钠;
(2)过滤分离：将步骤(1)中反应生成的二水硫酸钙晶体进行过滤分离;
(3)氯离子洗涤：在步骤(2)中含有氯化钠杂质的二水硫酸钙晶体中加入洁净水并进行搅拌，形成悬浮液，过滤分离二水硫酸钙晶体和氯化钠溶液;
(4)转晶：在步骤(3)中洗涤后的二水硫酸钙晶体中加入水搅拌形成石膏悬浮液，将石膏悬浮液送入含有转晶剂的转晶釜内进行转晶，形成α高强石膏晶体;
(5)固液分离：将步骤(4)中转晶得到的α高强石膏晶体和含有转晶剂的溶液采用离心机进行固液分离;
(6)干燥粉磨改性：将步骤(5)分离出来的α高强石膏通过螺旋输送机送入干燥机，利用热空气进将经分离后的α高强石膏干燥成游离水含量率小于0.7%的粉体，将干燥后的α高强石膏粉体进行粉磨，改善α高强石膏粉的颗粒级配，最后得到α高强石膏成品。
进一步，所述步骤(3)中二水硫酸钙晶体和氯化钠溶液采用真空皮带过滤机或则离心机分离。
进一步，所述步骤(4)中转晶釜的温度为107～180℃;压力为0.13～1MPa;保温时间为1～8h。
进一步，所述步骤(1)中的反应时间为1～4h。
进一步，所述步骤(4)中的二水硫酸钙晶体占二水硫酸钙晶体和水总质量的10%～50%;所述的转晶剂占水质量的0.1%～0.4%。
进一步，所述的用于洗涤二水硫酸钙晶体的洁净水的质量与二水硫酸钙晶体的质量比介于1:1至10:1之间。
本发明的有益效果
1.本发明采用氯化钙为原料，将氯化钙配制成溶液后与硫酸钠溶液反应，生成二水硫酸钙和氯化钠溶液。生成的氯化钠溶液为作为氯碱工业的原料用于生产氢氧化钠和氯气，而二水硫酸钙则用于生产α高强石膏，因为本发明是真正意义上的绿色工艺、循环经济。
2.目前以二水石膏为原料的熟石膏产品具有加好的市场前景，其中尤其是高白度、高强度、低膨胀率的α高强石膏和高白度，具有较高的附加值。