本發(fā)明涉及冶金廢料回收領(lǐng)域，特別是一種采用固廢硫酸鈉制備硫化鈉工藝中分離回收硫酸氨的方法。

背景技術(shù)：

目前國(guó)內(nèi)外冶金提釩大都采用“鈉化焙燒-水浸-銨鹽沉釩”工藝，釩氧化物沉釩工序產(chǎn)生沉釩廢水，多采用“還原中和-蒸發(fā)濃縮”處理工藝，濃縮后的結(jié)晶污泥具有種類(lèi)成分復(fù)雜、生產(chǎn)量大、資源化潛力大等化工固廢的特點(diǎn)。濃縮污泥中含有大量硫酸鈉，將會(huì)對(duì)環(huán)境造成較大影響。因此工業(yè)化回收固廢硫酸鈉具有重要意義。該類(lèi)固廢的主要成分是硫酸鈉，俗稱(chēng)元明粉、無(wú)水芒硝，目前其工業(yè)化綜合利用途徑主要是生產(chǎn)硫化鈉，但由于固廢中雜質(zhì)較多，如：硫酸銨、氯化銨等，所以生產(chǎn)效率較低且產(chǎn)品品質(zhì)不高。較常采用煤粉還原法工藝對(duì)固廢進(jìn)行處理，原理是將固廢硫酸鈉和無(wú)煙煤按一定比例混合后，采用焙燒轉(zhuǎn)爐在高溫條件下生成硫化鈉粗堿，熱溶浸取后值得硫化鈉半成品溶液，再經(jīng)過(guò)除雜、沉淀、蒸發(fā)濃縮后制成工業(yè)硫化鈉，產(chǎn)生的廢液中主要包括：氫氧化鈉、碳酸鈉、硫代硫酸鈉、亞硫酸鈉等物質(zhì)，故其廢液呈堿性。在煤粉還原法工藝中會(huì)產(chǎn)生氨氣、二氧化硫、氯氣等有害氣體，也會(huì)產(chǎn)生硫化鈉的有害粉塵，直接將這些有害物質(zhì)排入到空氣中不僅浪費(fèi)也勢(shì)必會(huì)造成空氣的工業(yè)污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種固廢硫酸鈉中分離回收硫酸氨的方法。

一種采用固廢硫酸鈉制備硫化鈉工藝中分離回收硫酸氨的方法，具體步驟如下：

步驟一：干燥：將固廢硫酸鈉行干燥處理,得到含有氨氣和二氧化硫的廢氣；

步驟二：除塵及噴淋：將步驟一中產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行除塵及噴淋，得到混合溶液；

步驟三：結(jié)晶：將步驟二得到的混合溶液進(jìn)行結(jié)晶；

步驟四：分離：將步驟三中得到的結(jié)晶進(jìn)行分離處理，分離出硫酸銨。

進(jìn)一步地，步驟一中，采用干燥窯對(duì)固廢硫酸鈉行干燥處理。

進(jìn)一步地，步驟二中，將步驟一中產(chǎn)生的廢氣通過(guò)除塵裝置及噴淋裝置進(jìn)行除塵及噴淋,其中，除塵裝置包括：旋風(fēng)除塵裝置和/或袋式除塵器，噴淋裝置為噴淋塔。

進(jìn)一步地，步驟二中，除塵及噴淋的具體方式如下：

A.步驟一中產(chǎn)生的廢氣通過(guò)旋風(fēng)除塵裝置進(jìn)行除塵；

B.首次除塵過(guò)的廢氣通過(guò)噴淋塔進(jìn)行一級(jí)噴淋；

C.經(jīng)一級(jí)噴淋的廢氣通過(guò)袋式除塵器進(jìn)行二次除塵；

D.經(jīng)二次除塵的廢氣通過(guò)噴淋塔進(jìn)行二級(jí)、三級(jí)噴淋。

進(jìn)一步地，步驟二中，將除塵得到的粉末狀廢物與固廢硫酸鈉置于一處，使得粉末狀廢物能夠加入制備硫化鈉工藝。

進(jìn)一步地，粉末狀廢物主要由硫酸鈉和煤粉組成。

進(jìn)一步地，步驟三中，噴淋用到的噴淋液為煤粉還原法工藝產(chǎn)生的堿性廢液。

進(jìn)一步地，步驟三中，利用干燥窯的尾氣余熱，對(duì)溶液采用蒸發(fā)結(jié)晶的方式進(jìn)行結(jié)晶。

進(jìn)一步地，步驟四中，采用分離裝置進(jìn)行分離處理，分離裝置為離心機(jī)。

進(jìn)一步地，固廢硫酸鈉中包括如下組分：硫酸鈉、硫酸銨、氫氧化鈉、碳酸鈉、亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉、氧化鈣、三氧化二鐵、氯化銨、五氧化二釩、二氧化硅和水。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠?qū)U氣中的主要有害成分氨氣、二氧化硫、氯氣進(jìn)行濾除，同時(shí)產(chǎn)生工業(yè)用的硫酸氨，既防止了環(huán)境被污染，同時(shí)制備了有用的化工原料，一舉兩得。除塵得到的粉末狀廢物主要由硫酸鈉和煤粉組成，將其重新置入制備硫化鈉工藝中，提高了產(chǎn)出量，避免浪費(fèi)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，本發(fā)明的實(shí)施方式包括但不限于下列實(shí)施例。

實(shí)施例一

一種采用固廢硫酸鈉制備硫化鈉工藝中分離回收硫酸氨的方法，具體步驟如下：

步驟一：干燥：將固廢硫酸鈉置于干燥加熱設(shè)備中進(jìn)行干燥處理。在基于固廢硫酸鈉的生產(chǎn)硫化鈉的工藝中，干燥的固廢硫酸鈉能夠使得工藝的效果更佳，所以需要對(duì)固廢硫酸鈉進(jìn)行干燥，但同時(shí)干燥的過(guò)程也會(huì)產(chǎn)生很多有害氣體和粉塵，固廢硫酸鈉的主要成分如下表：

其發(fā)生的主要反應(yīng)的反應(yīng)式如下：

(NH₄)₂SO₄→NH₃↑+SO₂↑

2NH₄Cl→NH₃↑+Cl₂↑

SO₂+H₂O→H₂SO₃

NH₃+H₂O→NH₃·H₂O

Cl₂+H₂O→HClO+HCl

2NH₃·H2O+H₂SO₄＝(NH₄)₂SO₄+2H₂O

從上述反應(yīng)式可以得知，干燥過(guò)程會(huì)產(chǎn)生氨氣、二氧化硫、鹽酸等有害物質(zhì)，直接排放到室外會(huì)造成污染。

本實(shí)施例中，干燥加熱設(shè)備為干燥窯，干燥窯是用于工業(yè)生產(chǎn)中的一種大型干燥設(shè)備，在水泥工業(yè)、冶金工業(yè)、木材干燥、磚瓦干燥等生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。本實(shí)施例中的干燥窯的熱源來(lái)自焙燒轉(zhuǎn)爐的尾氣余熱，焙燒轉(zhuǎn)爐的尾氣具有很高的溫度，尾氣的熱量可以傳遞給干燥爐進(jìn)而對(duì)固廢硫酸鈉進(jìn)行干燥處理，無(wú)需單獨(dú)設(shè)置加熱裝置，有效的節(jié)約了能源。

步驟二：除塵及噴淋：將步驟一中產(chǎn)生的廢氣通過(guò)除塵裝置及噴淋裝置進(jìn)行除塵及噴淋，目的在于去除廢氣中的有害粉塵和有害氣體。

除塵及噴淋的具體方式如下：

A.步驟一中產(chǎn)生的廢氣通過(guò)旋風(fēng)除塵裝置進(jìn)行除塵。

B.首次除塵過(guò)的廢氣通過(guò)噴淋塔進(jìn)行一級(jí)噴淋。

C.經(jīng)一級(jí)噴淋的廢氣通過(guò)袋式除塵器進(jìn)行二次除塵。

D.經(jīng)二次除塵的廢氣通過(guò)噴淋塔進(jìn)行二級(jí)、三級(jí)噴淋。

本實(shí)施例，對(duì)廢氣中的粉塵采用二級(jí)處理的方式，首先除去顆粒比較大的粉塵，第一級(jí)除塵可以選用旋風(fēng)除塵裝置進(jìn)行除塵，旋風(fēng)除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流所產(chǎn)生的離心力將塵粒從合塵氣流中分離出來(lái)的除塵裝置,它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積較小，不需特殊的附屬設(shè)備，造價(jià)較低.阻力中等，器內(nèi)無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，操作維修方便等優(yōu)點(diǎn)。旋風(fēng)除塵器一般用于捕集5-15微米以上的顆粒，除塵率可達(dá)80％以上。經(jīng)初次噴淋后再除去顆粒細(xì)小的粉塵，第二級(jí)除塵可以選用袋式除塵器進(jìn)行除塵，它適用于捕集細(xì)小、干燥、非纖維性粉塵，袋式除塵器的濾袋采用紡織的濾布或非紡織的氈制成，利用纖維織物的過(guò)濾作用對(duì)含塵氣體進(jìn)行過(guò)濾，當(dāng)含塵氣體進(jìn)入袋式除塵器后，顆粒大、比重大的粉塵，由于重力的作用沉降下來(lái)，落入灰斗，含有較細(xì)小粉塵的氣體在通過(guò)濾料時(shí)，粉塵被阻留，使氣體得到凈化。

將兩各除塵裝置得到的粉末狀廢物與固廢硫酸鈉置于一處，使得粉末狀廢物能夠加入制備硫化鈉工藝。因?yàn)榉勰顝U物的主要成分是硫化鈉和煤粉，所以能夠重新加入反應(yīng)工藝中，有效提高了產(chǎn)出量，避免了浪費(fèi)。

本實(shí)施例中，噴淋裝置為噴淋塔，噴淋塔是工業(yè)中常用的一種裝置，可以將水或溶液霧化，提高水溶的效果。經(jīng)過(guò)三次噴淋稀釋?zhuān)畲笙薅然厥瘴矚庵心軌蛉苡谒亩趸蚝桶睔猓岣吡蛩徜@回收率，防止空氣的污染。通過(guò)噴淋塔的噴淋的級(jí)數(shù)越多，稀釋效果越好。

步驟三：結(jié)晶：將步驟二噴淋后得到的混合溶液進(jìn)行結(jié)晶，固態(tài)的結(jié)晶便于處理和運(yùn)輸。本實(shí)施例中，利用干燥加熱裝置的尾氣余熱，對(duì)混合溶液采用蒸發(fā)結(jié)晶的方式進(jìn)行結(jié)晶，有效利用了廢氣的能源，減少了整體的成本，提高了產(chǎn)量。

步驟四：分離：將步驟三中得到的結(jié)晶通過(guò)分離裝置分離出各不同物質(zhì)，不同的結(jié)晶物都混在一起，需要通過(guò)分離裝置將不同的物質(zhì)區(qū)分開(kāi)來(lái)。

本實(shí)施例中，分離裝置采用離心機(jī)，離心機(jī)主要用于將懸浮液中的固體顆粒與液體分開(kāi)，或?qū)⑷闈嵋褐袃煞N密度不同，又互不相溶的液體分開(kāi)(例如從牛奶中分離出奶油)；它也可用于排除濕固體中的液體，例如用洗衣機(jī)甩干濕衣服；特殊的超速管式分離機(jī)還可分離不同密度的氣體混合物；利用不同密度或粒度的固體顆粒在液體中沉降速度不同的特點(diǎn)，離心機(jī)還可對(duì)固體顆粒按密度或粒度進(jìn)行分級(jí)。

本實(shí)施例中所述的固廢硫酸鈉中包括如下組分：硫酸鈉、硫酸銨、氫氧化鈉、碳酸鈉、亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉、氧化鈣、三氧化二鐵、氯化銨、五氧化二釩、二氧化硅和水。

硫酸銨制備的原理為：SO₂↑(二氧化硫)與NH₃↑(氨氣)溶于水，生成硫酸銨在干燥過(guò)程后蒸發(fā)結(jié)晶生成(NH₄)2SO₄(硫酸銨)固體，通過(guò)離心機(jī)分離出硫酸銨固體。

實(shí)施例二

與實(shí)施例一相比，步驟二中，噴淋液為煤粉還原法工藝產(chǎn)生的堿性廢液，堿性廢液能夠溶于水的鹽酸中和反應(yīng)，防止兩種有害溶液排放到水域污染環(huán)境。