本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，特別涉及一種硫化鈉制備方法。
背景技術(shù)：
目前我國生產(chǎn)的工業(yè)硫化鈉有紅片硫化鈉，黃片硫化鈉，紅片硫化鈉鐵含量300ppm左右，黃片鐵含量硫化鈉在30ppm左右。對一些特殊客戶要求鐵含量更低一些，要求<10ppm；尤其在銅礦選礦、硫化染料及制革行業(yè)。如生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的高級硫化染料，生產(chǎn)柔軟，手感好的皮革，提高革產(chǎn)品質(zhì)量等方面，都要求硫化鈉產(chǎn)品鐵含量<10ppm。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種硫化鈉制備方法，包括以下步驟：
S100：抽取取生產(chǎn)硫酸鋇生產(chǎn)的硫化鈉水溶液，這一水溶液中含有硫化鈉40～70g/L。S200：在水溶液中加入40～70g/L硫化鈉水溶液，溫度70℃以上，澄清20小時以上，過濾澄清。S300：蒸發(fā)至250g/L左右，獲得硫化鈉半成品。S400：將硫化鈉半成品打至除鐵器中，加入0.1-0.3％wt的多聚硫酸鐵使生成的各種沉淀物質(zhì)沉降，攪拌20分鐘溫度70～80℃過濾；得鐵含量在1ppm以下的硫化鈉溶液。S500：將步驟S400的溶液蒸發(fā)濃縮至60％含量，制片即得鐵含量在10ppm以下的硫化鈉產(chǎn)品。
可選的，還包括如下步驟：S500：在硫酸鋅溶液中加入金屬錳粉和/或錳基合金粉，溫度為50℃、且pH＞4.0，攪拌反應(yīng)，反應(yīng)完成后，過濾分離，之后經(jīng)蒸發(fā)濃縮結(jié)晶，得到高純度硫酸鋅，將制備的高純度硫酸鋅按每立方濾液加入硫酸鋅5-10千克量稱取硫酸鋅，每立方濾液對應(yīng)配制1立方硫酸鋅溶液；按每立方水中加入硫化鋇150kg，取清液備用；將以上兩種配好的溶液，同時加入硫化鈉濾液中，攪拌，攪拌速度80轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)溫度控制在80℃以上，然后沉淀12—16小時，除雜澄清后，送蒸發(fā)工序，經(jīng)蒸發(fā)濃縮即得到高純度硫化鈉。
可選的，還包括如下步驟：S600：取一定量結(jié)晶硫化鈉原料置于真空耙式干燥機中，密封干燥機，開啟真空泵，開啟羅茨風(fēng)機.待真空表穩(wěn)定之后，開啟循環(huán)油泵，并開始加熱循環(huán)油，控制循環(huán)油的溫度，耙式干燥機勻速攪拌.設(shè)備運行一定時間后，停止攪拌，關(guān)閉干燥機上部閥門，向干燥機內(nèi)通入氮氣，打開投料口，迅速取料，使用熱重分析儀測其剩余水含量.待脫水反應(yīng)全部結(jié)束后，關(guān)閉真空泵和羅茨風(fēng)機，停止攪拌，降溫出料；其中真空度必須≥0.096MPa，采用兩段溫度進行干燥，一段低溫85℃進行加熱1h；二段高溫115℃進行加熱0.5h；將物料冷卻至40℃以下出料。
本發(fā)明的有益效果是：生產(chǎn)中采取不銹鋼設(shè)備如沉降罐、管道、泵類、蒸發(fā)器、制片機等避免了鐵雜質(zhì)的引入，增加了自燃沉降時間，通過添加除鐵劑，增加過濾裝置，以上措施使得硫化鈉產(chǎn)品中的鐵含量都降至在10ppm以下。采用高純度硫酸鋅和硫化鋇溶液，可以去除硫化鈉中的鐵離子，使得鐵離子含量大大降低(低于3ppm)；干燥過程中控制干燥真空度、干燥溫度、干燥時間、出料溫度等條件來解決結(jié)晶硫化鈉易氧化、黏結(jié)的問題，從而得到高純度的無水硫化鈉。
附圖說明
圖1是本發(fā)明提純方法的工藝流程圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細(xì)的說明，使本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按比例繪制附圖，重點在于示出本發(fā)明的主旨。
實施例1
請參閱圖1，本發(fā)明的硫酸鈉提純工藝包括以下步驟：
S100：抽取取生產(chǎn)硫酸鋇生產(chǎn)的硫化鈉水溶液，這一水溶液中含有硫化鈉40～70g/L,堿性很強，為減少對設(shè)備腐蝕，可采用不銹鋼設(shè)備管道泵。
S200：在水溶液中加入40～70g/L硫化鈉水溶液，溫度70℃以上，澄清20小時以上，過濾澄清。由于生產(chǎn)硫酸鋇系統(tǒng)帶來的雜質(zhì)鋇，鐵含量偏高，加入硫化鈉可以去除鋇等雜質(zhì)。
S300：蒸發(fā)至250g/L左右，獲得硫化鈉半成品；蒸發(fā)設(shè)備采取四效蒸發(fā)的工藝。
S400：將硫化鈉半成品打至除鐵器中，再加入0.1-0.3％wt的多聚硫酸鐵使生成的各種沉淀物質(zhì)沉降，攪拌20分鐘溫度70～80℃過濾；得鐵含量在1ppm以下的硫化鈉溶液。
S500：將步驟S400的溶液在單效蒸發(fā)器(2520不銹鋼)中濃縮至60％含量，制片即得鐵含量在10ppm以下的硫化鈉產(chǎn)品。
為了更進一步的除去鐵離子，在加入碳酸鈉、氫氧化鈉，明礬濾除沉淀得到濾液后，還可以包括如下步驟：
S600：配制硫酸鋅溶液。工業(yè)硫酸鋅中含有較多的銅、鎘、鎳、鈷等雜質(zhì)元素，若直接采用工業(yè)硫酸鋅則會在硫化鈉的制備中引入雜質(zhì)。為此本發(fā)明，在硫酸鋅溶液中加入金屬錳粉和/或錳基合金粉，溫度為50℃、且pH＞4.0，攪拌反應(yīng)，反應(yīng)完成后，過濾分離，即可以將工業(yè)硫酸鋅中的銅、鎘、鎳和鈷元素去除，之后經(jīng)蒸發(fā)濃縮結(jié)晶，即得到高純度硫酸鋅。金屬錳的還原電勢高于金屬鋅的還原電勢，這使得金屬錳對銅、鎘、鈷及鎳的置換能力要強于金屬鋅；在較低的溫度下，即可實現(xiàn)銅、鎘、鈷及鎳的深度凈化，徹底改變現(xiàn)有鋅粉凈化工藝中，為脫除銅鎘鎳鈷以及避免銅鎘的返溶，需對溶液進行升溫和降溫操作的現(xiàn)狀。此外，金屬錳較高的還原電勢，使得凈化渣中銅、鎘、鈷、鎳穩(wěn)定性較好，避免了返溶現(xiàn)象的發(fā)生。
實驗例1
量取1.6L除鐵后硫酸鋅溶液(Zn:140g/L，Cu:310mg/L，Cd:502mg/L，Ni:14.6mg/L，Co:12.8mg/L，pH＝4.9)，開啟攪拌并加熱升溫至50℃，隨后按照銅和鎘總質(zhì)量的5倍加入錳銅合金粉(Mn:98％,)保溫反應(yīng)120min后結(jié)束反應(yīng)，真空抽濾并收集濾液和濾渣。所得濾液中銅、鎘、鈷、鎳濃度分別為0.16、0.13、0.22、0.14mg/L，脫除率均超過98％，滿足雜質(zhì)脫除要求。
將制備的高純度硫酸鋅按每立方濾液加入硫酸鋅5-10千克量稱取硫酸鋅，每立方濾液對應(yīng)配制1立方硫酸鋅溶液。
配制硫化鋇溶液，按每立方水中加入硫化鋇150kg，將硫化鋇(BaS)溶化到15Be，水溫90℃，沉淀70分鐘，取清液備用，每立方濾液需加入0.06-0.08立方的硫化鋇溶液；將以上兩種配好的溶液，同時加入硫化鈉濾液中，攪拌，攪拌速度80轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)溫度控制在80℃以上，然后沉淀12—16小時，除雜澄清后的硫化鈉溶液中鐵離子含量在3-8PPM，然后送蒸發(fā)工序；經(jīng)蒸發(fā)濃縮、制片包裝，即高純度硫化鈉。
實施例2
本實施例重點介紹對于實施例1所制備的高純度硫化鈉的干燥方法。實施例1所產(chǎn)的硫化鈉主要成分是Na2S·9H2O與Na2S·5.5H2O為了獲得無水硫化鈉，需要對其進行干燥處理。
具體為，S700：取一定量結(jié)晶硫化鈉原料置于真空耙式干燥機中，密封干燥機，開啟真空泵，待干燥機內(nèi)真空度達到-0.08MPa時，開啟羅茨風(fēng)機.待真空表穩(wěn)定之后，開啟循環(huán)油泵，并開始加熱循環(huán)油，控制循環(huán)油的溫度，耙式干燥機勻速攪拌.設(shè)備運行一定時間后，停止攪拌，關(guān)閉干燥機上部閥門，向干燥機內(nèi)通入氮氣，打開投料口，迅速取料，使用熱重分析儀測其剩余水含量.待脫水反應(yīng)全部結(jié)束后，關(guān)閉真空泵和羅茨風(fēng)機，停止攪拌，降溫出料。要使硫化鈉晶體在真空干燥過程中不出現(xiàn)熔融和粘壁，真空度必須≥0.096MPa，這是晶體硫化鈉能否進行干燥生產(chǎn)的關(guān)鍵，同時也可以有效地阻止硫化鈉的氧化變色。同時采用兩段溫度進行干燥，一段低溫85℃進行加熱1h，避免熔化；二段高溫115℃進行加熱0.5h，主要是保證干燥完全和縮短干燥時間。為防止干燥完成后物料的燃燒氧化，必須在保持真空條件下將物料冷卻至40℃以下方可出料。
在以上的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是以上描述僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，因此本發(fā)明不受上面公開的具體實施的限制。同時任何熟悉本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。