一种回收杂盐中硫酸钠与氯化钠的方法

本发明属于固体废弃物处理，特别涉及一种回收杂盐中硫酸钠与氯化钠的方法。

背景技术：

1、杂盐是以硫酸钠(na2so4)和氯化钠(nacl)为主要成分的固体废弃物，且往往富含有机物，主要由煤化工废水的高盐水结晶后得到。在文献“李若征,樊兆世,滕济林等.[j].环境影响评价,2017,39(02):14-17.”中指出，废水处理产生的无法资源化利用的杂盐暂按危险废物进行管理，危险废物处理费用约3000元/t。一方面，该处理费用成本较高；另一方面，按危险废物处理的工艺复杂，且对设备、人员等均有较高要求。因此，亟需一种低成本、低要求的杂盐处置方法。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种回收杂盐中硫酸钠与氯化钠的方法，以降低杂盐处置成本，并最大程度地回用杂盐中的主要成分，本发明方法具备高选择性、低能耗和低排放等特点。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种回收杂盐中硫酸钠与氯化钠的方法，所述杂盐是以硫酸钠和氯化钠为主要成分的固体废弃物，包括如下步骤：

4、步骤1，灼烧杂盐，去除其中有机物；

5、步骤2，将灼烧后的杂盐加至过量氯化钠饱和溶液中，以溶解杂盐中的硫酸钠；

6、步骤3，将步骤2的产品过滤，得到滤液a和滤饼a，滤液a的主要成分为溶解有硫酸钠的氯化钠饱和溶液，滤饼a为包含杂质(主要为不溶性泥土和氯化钙)的氯化钠；

7、步骤4，将所述滤液a于5～10℃条件下结晶，待析出硫酸钠晶体后，过滤并将固体烘干即得到硫酸钠晶体，所得滤液为滤液b；

8、步骤5，将所述滤饼a溶于水中，得到含不溶性杂质的氯化钠溶液，过滤后得到滤液c与滤饼b；

9、步骤6，将所述滤液c蒸发结晶，得到晶体即为氯化钠，滤饼b为杂盐中的不溶性杂质。

10、本发明的一个实施例，所述步骤1，灼烧条件为：550℃～650℃灼烧7.5～8.5h。

11、本发明的一个实施例，所述步骤2和步骤5，溶解时的温度均为30～35℃。

12、本发明的一个实施例，所述步骤2，在超声条件下溶解杂盐中的硫酸钠，以使各种组分从互相包裹的状态变成各自分散的状态。

13、本发明的一个实施例，所述步骤4，将所述滤液a于恒温振荡器中，设置5～10℃环境温度，转速60rmp/min不断震荡，增加硫酸钠与水分子之间的相互作用，促使硫酸钠从溶液中析出形成晶体，均匀生长，使硫酸钠晶体以细小颗粒状结晶的形式析出。

14、本发明的一个实施例，所述步骤6，将所述滤液c蒸发结晶，在蒸发结晶到氯化钠含水率5％～10％时停止蒸发，将含有氯化钠晶体的溶液过滤，得到滤饼c和滤液d，滤饼c即为提纯回收后的氯化钠晶体，将滤液d收集，每8～10次循环后，对收集的滤液d进行蒸发结晶操作。

15、本发明的一个实施例，将所述滤液b回收循环使用，循环8～10次后，对氯化钠饱和溶液进行净化处理，以去除其中的有机物和钙离子。

16、本发明的一个实施例，所述净化处理，步骤为：

17、将循环4～5次的母液去除有机物之后，向其中加入适量碳酸钠(约90g～100g碳酸钠每升母液)以形成碳酸钙沉淀，待反应充分后，对其进行过滤操作，分离碳酸钙和母液，之后向其中加入1mol/l的盐酸等调节剂，调节ph至7±1左右，以去除其中多余的碳酸根离子，此步骤对钙离子的去除率高于90％。

18、本发明的一个实施例，所述净化处理，步骤为：

19、将循环8～10次的母液升温至35～45℃，调节ph至8～10，通过曝气的方式，向其中通入臭氧，气体流量为5l/min，反应时长为25～30min，对其中有机物的去除率达到60％～70％。

20、本发明的一个实施例，所述杂盐中，以重量计，硫酸钠含量为38％～42％、氯化钠含量为50％～53％，余量成分为氯化钙、有机质和不溶性杂质。

21、综上，本发明主要步骤主要为：首先，通过马弗炉在550～650℃条件下灼烧杂盐7.5～8.5小时，有效去除其中所含有机物。接着，在30～35℃条件下配置nacl饱和溶液，并加入灼烧后的杂盐，利用超声处理使组分分散。随后，通过过滤、降温结晶、蒸发结晶等步骤，分别得到na2so4晶体和提纯后的nacl晶体。此外，通过多次循环操作并对母液进行净化处理，实现氯化钠饱和溶液的多次利用。整个过程中，采用特定温度和时间的控制，以及震荡、搅拌等操作，确保硫酸钠和氯化钠的产量与纯度。最终，本发明方法不仅降低了杂盐处理成本，还实现了杂盐中主要成分的资源化利用，具有高选择性、低能耗和低排放的特点。

22、与现有技术相比，本发明方法不仅有助于环保，还具有经济和社会价值，值得广泛推广和应用，其有益效果具体表现在：

23、首先，环保效益显著，能有效减少杂盐对环境的污染，降低对土壤、水源的潜在威胁。

24、其次，实现了氯化钠和硫酸钠的资源化利用，有助于推动循环经济发展，同时降低对自然资源的依赖。

25、本发明中，采用饱和溶液提取、蒸发结晶、降温结晶实现矿井水杂盐中多种盐分的分级分离与高效回收。具体的，杂盐中富含水溶性盐分，直接外排不仅威胁周边生态环境，还存在严重的盐-水资源流失；本发明根据各盐分的溶解度规律通过饱和溶液提取、蒸发结晶、降温结晶使各盐分组成分离析出，经纯化的各盐分可成为满足市售标准的产品(例如，食盐)，能够获得可观的经济效益。

26、本发明中氯化钠饱和溶液对分离杂盐起了至关重要的作用，仅通过这一溶解步骤即可将杂盐中氯化钠和硫酸钠分离开来，大大提高了分离效率，且所使用的氯化钠饱和溶液可以循环使用多次，这相较于单纯使用物理化学方法分离氯化钠和硫酸钠大大节省了工艺以及成本。

27、更加具体地，在经济效益方面：现有技术危险废物处理费用约3000元/t，而本发明的杂盐处理技术将提纯后杂盐售卖，预计每吨杂盐能收益300元左右。

技术特征：

1.一种回收杂盐中硫酸钠与氯化钠的方法，所述杂盐是以硫酸钠和氯化钠为主要成分的固体废弃物，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述回收杂盐中硫酸钠与氯化钠的方法，其特征在于，所述步骤1，灼烧条件为：550℃～650℃灼烧7.5～8.5h。

3.根据权利要求1所述回收杂盐中硫酸钠与氯化钠的方法，其特征在于，所述步骤2和步骤5，溶解时的温度均为30～35℃。

4.根据权利要求1或3所述回收杂盐中硫酸钠与氯化钠的方法，其特征在于，所述步骤2，在超声条件下溶解杂盐中的硫酸钠，以使各种组分从互相包裹的状态变成各自分散的状态。

5.根据权利要求1所述回收杂盐中硫酸钠与氯化钠的方法，其特征在于，所述步骤4，将所述滤液a于恒温振荡器中，设置5～10℃环境温度，转速60rmp/min不断震荡，增加硫酸钠与水分子之间的相互作用，促使硫酸钠从溶液中析出形成晶体，均匀生长，使硫酸钠晶体以细小颗粒状结晶的形式析出。

6.根据权利要求1所述回收杂盐中硫酸钠与氯化钠的方法，其特征在于，所述步骤6，将所述滤液c蒸发结晶，在蒸发结晶到氯化钠含水率5％～10％时停止蒸发，将含有氯化钠晶体的溶液过滤，得到滤饼c和滤液d，滤饼c即为提纯回收后的氯化钠晶体，将滤液d收集，每8～10次循环后，对收集的滤液d进行蒸发结晶操作。

7.根据权利要求1所述回收杂盐中硫酸钠与氯化钠的方法，其特征在于，将所述滤液b回收循环使用，循环8～10次后，对氯化钠饱和溶液进行净化处理，以去除其中的有机物和钙离子。

8.根据权利要求7所述回收杂盐中硫酸钠与氯化钠的方法，其特征在于，所述净化处理，步骤为：

9.根据权利要求7所述回收杂盐中硫酸钠与氯化钠的方法，其特征在于，所述净化处理，步骤为：

10.根据权利要求1所述回收杂盐中硫酸钠与氯化钠的方法，其特征在于，所述杂盐中，以重量计，硫酸钠含量为38％～42％、氯化钠含量为50％～53％，余量成分为氯化钙、有机质和不溶性杂质。

技术总结
本发明公开了一种回收杂盐中硫酸钠与氯化钠的方法，灼烧杂盐去除其中有机物；然后加至过量氯化钠饱和溶液中，以溶解杂盐中的硫酸钠，将所得产品过滤，得到滤液A和滤饼A，滤液A的主要成分为溶解有硫酸钠的氯化钠饱和溶液，滤饼A为包含杂质的氯化钠；将滤液A于5～10℃条件下结晶，待析出硫酸钠晶体后，过滤并将固体烘干即得到硫酸钠晶体，所得滤液为滤液B；将滤饼A溶于水中，得到含不溶性杂质的氯化钠溶液，过滤后得到滤液C与滤饼B；将滤液C蒸发结晶，得到晶体即为氯化钠，滤饼B为杂盐中的不溶性杂质。本发明提出的方法具有高选择性、低能耗和低排放等特点，为杂盐的有效处理和资源回用提供了新的途径。

技术研发人员：王文东,杜瑞丽,李涛,席慧,顾兆林,肖宁宁,王倩楠,马跃浩,张楠
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/7/9