本發(fā)明涉及冶金廢料回收領域，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)晶污泥具有種類成分復雜、生產(chǎn)量大、資源化潛力大等化工固廢的特點。濃縮污泥中含有大量硫酸鈉，將會對環(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。該類固廢的主要成分是硫酸鈉，俗稱元明粉、無水芒硝，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固廢進行處理，原理是將固廢硫酸鈉和無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產(chǎn)生氨氣、二氧化硫、氯氣等有害氣體，也會產(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也勢必會造成空氣的工業(yè)污染。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，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行結(jié)晶；

步驟四：分離：將步驟三中得到的結(jié)晶進行分離處理，分離出硫酸銨。

進一步地，步驟一中，采用干燥窯對固廢硫酸鈉行干燥處理。

進一步地，步驟二中，將步驟一中產(chǎn)生的廢氣通過除塵裝置及噴淋裝置進行除塵及噴淋,其中，除塵裝置包括：旋風除塵裝置和/或袋式除塵器，噴淋裝置為噴淋塔。

進一步地，步驟二中，除塵及噴淋的具體方式如下：

A.步驟一中產(chǎn)生的廢氣通過旋風除塵裝置進行除塵；

B.首次除塵過的廢氣通過噴淋塔進行一級噴淋；

C.經(jīng)一級噴淋的廢氣通過袋式除塵器進行二次除塵；

D.經(jīng)二次除塵的廢氣通過噴淋塔進行二級、三級噴淋。

進一步地，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。

進一步地，粉末狀廢物主要由硫酸鈉和煤粉組成。

進一步地，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。

進一步地，步驟三中，利用干燥窯的尾氣余熱，對溶液采用蒸發(fā)結(jié)晶的方式進行結(jié)晶。

進一步地，步驟四中，采用分離裝置進行分離處理，分離裝置為離心機。

進一步地，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、氯氣進行濾除，同時產(chǎn)生工業(yè)用的硫酸氨，既防止了環(huán)境被污染，同時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。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明，本發(fā)明的實施方式包括但不限于下列實施例。

實施例一

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備中進行干燥處理。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，所以需要對固廢硫酸鈉進行干燥，但同時干燥的過程也會產(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)生的主要反應的反應式如下：

(NH₄)₂SO₄→NH₃↑+SO₂↑

2NH₄Cl→NH₃↑+Cl₂↑

SO₂+H₂O→H₂SO₃

NH₃+H₂O→NH₃·H₂O

Cl₂+H₂O→HClO+HCl

2NH₃·H2O+H₂SO₄＝(NH₄)₂SO₄+2H₂O

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

本實施例中，干燥加熱設備為干燥窯，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)中有廣泛的應用。本實施例中的干燥窯的熱源來自焙燒轉(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而對固廢硫酸鈉進行干燥處理，無需單獨設置加熱裝置，有效的節(jié)約了能源。

步驟二：除塵及噴淋：將步驟一中產(chǎn)生的廢氣通過除塵裝置及噴淋裝置進行除塵及噴淋，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)生的廢氣通過旋風除塵裝置進行除塵。

B.首次除塵過的廢氣通過噴淋塔進行一級噴淋。

C.經(jīng)一級噴淋的廢氣通過袋式除塵器進行二次除塵。

D.經(jīng)二次除塵的廢氣通過噴淋塔進行二級、三級噴淋。

本實施例，對廢氣中的粉塵采用二級處理的方式，首先除去顆粒比較大的粉塵，第一級除塵可以選用旋風除塵裝置進行除塵，旋風除塵器是利用旋轉(zhuǎn)氣流所產(chǎn)生的離心力將塵粒從合塵氣流中分離出來的除塵裝置,它具有結(jié)構(gòu)簡單，體積較小，不需特殊的附屬設備，造價較低.阻力中等，器內(nèi)無運動部件，操作維修方便等優(yōu)點。旋風除塵器一般用于捕集5-15微米以上的顆粒，除塵率可達80％以上。經(jīng)初次噴淋后再除去顆粒細小的粉塵，第二級除塵可以選用袋式除塵器進行除塵，它適用于捕集細小、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，利用纖維織物的過濾作用對含塵氣體進行過濾，當含塵氣體進入袋式除塵器后，顆粒大、比重大的粉塵，由于重力的作用沉降下來，落入灰斗，含有較細小粉塵的氣體在通過濾料時，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。因為粉末狀廢物的主要成分是硫化鈉和煤粉，所以能夠重新加入反應工藝中，有效提高了產(chǎn)出量，避免了浪費。

本實施例中，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)過三次噴淋稀釋，最大限度回收尾氣中能夠溶于水的二氧化硫和氨氣，提高硫酸銨回收率，防止空氣的污染。通過噴淋塔的噴淋的級數(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行結(jié)晶，固態(tài)的結(jié)晶便于處理和運輸。本實施例中，利用干燥加熱裝置的尾氣余熱，對混合溶液采用蒸發(fā)結(jié)晶的方式進行結(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，需要通過分離裝置將不同的物質(zhì)區(qū)分開來。

本實施例中，分離裝置采用離心機，離心機主要用于將懸浮液中的固體顆粒與液體分開，或?qū)⑷闈嵋褐袃煞N密度不同，又互不相溶的液體分開(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，例如用洗衣機甩干濕衣服；特殊的超速管式分離機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，離心機還可對固體顆粒按密度或粒度進行分級。

本實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程后蒸發(fā)結(jié)晶生成(NH₄)2SO₄(硫酸銨)固體，通過離心機分離出硫酸銨固體。

實施例二

與實施例一相比，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，防止兩種有害溶液排放到水域污染環(huán)境。