CN116692903A - 一种工业杂盐资源化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种工业杂盐资源化处理方法，包括如下步骤：1)将工业杂盐配置成饱和杂盐溶液；2)检测饱和杂盐溶液中NaCl和Na2SO4的浓度，按照反应摩尔比加入碳酸氢铵；3)保温、搅拌反应，待反应完全后过滤得到碳酸氢钠；4)将滤液进一步冷却、结晶，析出部分碳酸氢钠，过滤；5)向得到的滤液加入磷酸，使碳酸氢钠变成磷酸二氢钠(NaH2PO4)，得到(NH4)2SO4、NH4Cl与NaH2PO4的液体复合肥。本发明可以有效提取杂盐中的钠盐，同时可以将余量的钠盐和提取反应产生的铵盐制成液体复合肥，完全实现工业杂盐的无害化处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业杂盐资源化处理方法，尤其是涉及一种包含NaCl和Na2SO4的工业杂盐的资源化处理方法。
背景技术
目前对工业含盐废水的处理一般是通过膜处理或蒸发结晶来提取其中的NaCl和Na2SO4。在此过程中，各企业浓盐水回收利用装置在实际运行过程，为保证浓盐水回收利用装置产生副产品(氯化钠及硫酸钠)的品质及数量，多效蒸发器清洗频次大幅增加，以及设备维修倒空过程中会产生大量高浓盐水。
高浓盐水的主要成分为NaCl和Na2SO4，这些高浓盐水目前有两种处理方式，一种是进入蒸发塘自然晾晒蒸发，此项技术需要占用大面积土地且晾晒蒸发周期较长，蒸发后会产生大量含结晶水的杂盐(NaCl和Na2SO4混合盐)，受制于这些杂盐的溶水率＞10％，导致这些杂盐只能按照危险废物处理。在蒸发这些高浓盐水的过程中也不可避免地会导致蒸发塘周围地下水指标下降。二是将这些高浓盐水稀释数倍重新回到浓盐水回收利用装置再次蒸发结晶，这样是不经济的，如此循环导致高浓盐水的产生量无法彻底实现减量化处理，依然会产生大量工业杂盐。
如何无害化处理、合理资源化处理这些工业杂盐，已经成为了亟需解决的环境问题。
发明内容
本发明的目的在于针对前述现有技术存在的问题，提供一种工业杂盐资源化处理方法，本发明可以有效提取杂盐中的钠盐，同时可以将余量的钠盐和提取反应产生的铵盐制成液体复合肥。
本发明的工业杂盐资源化处理方法，包括如下步骤：
1)将工业杂盐配置成饱和杂盐溶液；
2)检测饱和杂盐溶液中NaCl和Na2SO4的浓度，按照反应摩尔比加入碳酸氢铵；
3)保温、搅拌反应，待反应完全后过滤得到碳酸氢钠；
4)将滤液进一步冷却、结晶，析出部分碳酸氢钠，过滤；
5)向得到的滤液加入磷酸，使碳酸氢钠变成磷酸二氢钠(NaH2PO4)，得到(NH4)2SO4、NH4Cl与NaH2PO4的液体复合肥。
优选地，前述步骤1)中将杂盐配置成40℃饱和杂盐溶液；保持40℃温度搅拌反应时间为40分钟。
优选地，前述步骤4)中将滤液冷却到10℃进一步结晶。
本发明的工业杂盐处理方法处理的对象也可以是工业杂盐高浓废水。
根据本发明的处理方法能够以碳酸氢钠形式提取工业杂盐高浓废水里90％左右的钠盐，并且能够将剩下约10％的钠盐转换成液体肥料(包含铵盐、磷酸二氢钠)。通过本发明的方法能够得到两种产品，NaHCO3以及(NH4)2SO4、NH4Cl与NaH2PO4的复合肥，不产生三废，可以实现工业杂盐的高附加值回收以及完全无害化处理。
具体实施方式
本发明提供了一种工业杂盐资源化处理方法，能够实现工业杂盐的高附加值回收以及完全无害化处理。本申请中的工业杂盐同时包含NaCl和Na2SO4，通过本发明的处理方法可以将杂盐中90％左右的钠盐以碳酸氢钠形式回收，并且可以将余下约10％的钠盐转换成磷酸二氢钠，形成液体复合肥。
本发明的工业杂盐资源化处理方法，首先需要将包含NaCl和Na2SO4的工业杂盐配置成饱和杂盐溶液，以便于与随后加入的碳酸氢铵进行反应。配置饱和溶液时可以选择常温以上的温度，但从Na2SO4的溶解度和加热能耗考虑，优选将杂盐配置成35～45℃饱和杂盐溶液，最优选将杂盐配置成40℃饱和杂盐溶液。
其次需要向饱和杂盐溶液中加入碳酸氢铵，加入碳酸氢铵是为了与溶液中的NaCl和Na2SO4反应生成可回收的副产品碳酸氢钠。碳酸氢铵的加入量可以根据饱和杂盐溶液中NaCl和Na2SO4的量确定，反应式如下：
NH4HCO3+NaCl＝NaHCO3+NH4Cl
2NH4HCO3+Na2SO4＝2NaHCO3+(NH4)2SO4
整个反应过程可以在保温下搅拌进行，优选配置成40℃饱和杂盐溶液、保持40℃温度搅拌反应时间为40分钟。待反应完全后，过滤反应析出的碳酸氢钠。为了降低后续的处理成本(磷酸用量)，同时更多地回收碳酸氢钠，可以对过滤后的滤液进一步冷却、结晶，从而析出更多的碳酸氢钠。或者可以根据最终液体复合肥中期望含有的磷酸二氢钠量，选择是否进一步冷却、结晶。从饱和溶液中碳酸氢钠的量及冷却能耗考虑，冷却温度优选为8～12℃，更优选10℃。
为了无害化处理全部杂盐溶液，变废为宝，本发明向过滤后的滤液进一步加入磷酸，发生如下反应：
H3PO4+NaHCO3＝NaH2PO4+CO2+H2O
通过前述反应可以使溶液中的碳酸氢钠变成磷酸二氢钠(NaH2PO4)，得到(NH4)2SO4、NH4Cl与NaH2PO4的液体复合肥。
下面通过具体实施例详细地介绍本发明的工业杂盐资源化处理方法。
实施例1
配制1000L 40℃饱和杂盐溶液，经过检测溶液中Na2SO4的浓度为488g/L，NaCl的浓度为5g/L。
加入碳酸氢铵的反应中硫酸钠Na2SO4和碳酸氢铵NH4HCO3的摩尔数之比为1∶2，氯化钠NaCl和和碳酸氢铵NH4HCO3的摩尔数之比为1∶1。据此计算碳酸氢铵的用量。
NH4HCO3+NaCl＝NaHCO3+NH4Cl
2NH4HCO3+Na2SO4＝2NaHCO3+(NH4)2SO4
将事先配置的1000L 40℃饱和杂盐溶液放入反应釜，开启加热器保温40℃，开启搅拌机，将549.94Kg碳酸氢铵均匀地缓慢加入反应釜内。保持40分钟，等完全反应完后，过滤得到494.40Kg碳酸氢钠(NaHCO3)产品。将杂盐溶液冷却到10℃左右，进一步结晶，析出部分碳酸氢钠。
进行过滤后滤液的成分为包含(NH4)2SO4、NH4Cl的NaHCO3饱和液，饱和液中NaHCOH3浓度约为9g/ml。向饱和液里加磷酸使NaHCO3变成磷酸二氢钠(NaH2PO4)。
H3PO4+NaHCO3＝NaH2PO4+CO2+H2O
由此制得(NH4)2SO4、NH4Cl与NaH2PO4的液体复合肥，液体复合肥中含128.5g/L浓度的NaH2PO4，453.5g/L的(NH4)2SO4，4.6g/L的NH4Cl。得到的液体复合肥中富含N、P、Na+等元素，且易于被植物吸收。
如上所述，通过本发明的实施例1的工业杂盐处理方法，全程无有毒有害物质产生，除了可生成并回收碳酸氢钠，余下的滤液可以通过加入磷酸生成有益的液体复合肥，复合肥中包含(NH4)2SO4、NH4Cl和NaH2PO4等有益于植物吸收的成分。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种工业杂盐资源化处理方法，包括如下步骤：
1)将工业杂盐配置成饱和杂盐溶液；
2)检测饱和杂盐溶液中NaCl和Na2SO4的浓度，按照反应摩尔比加入碳酸氢铵；
3)保温、搅拌反应，待反应完全后过滤得到碳酸氢钠；
4)将滤液进一步冷却、结晶，析出部分碳酸氢钠，过滤；
5)向得到的滤液加入磷酸，使碳酸氢钠变成磷酸二氢钠(NaH2PO4)，得到(NH4)2SO4、NH4Cl与NaH2PO4的液体复合肥。
2.根据权利要求1所述的工业杂盐资源化处理方法，其中所述步骤1)中将杂盐配置成35～45℃饱和杂盐溶液。
3.根据权利要求2所述的工业杂盐资源化处理方法，其中所述步骤1)中将杂盐配置成40℃饱和杂盐溶液。
4.根据权利要求3所述的工业杂盐资源化处理方法，其中所述步骤3)中保持40℃温度搅拌反应时间为40分钟。
5.根据权利要求1所述的工业杂盐资源化处理方法，其中所述步骤4)中将滤液冷却到8～12℃进一步结晶。
6.根据权利要求5所述的工业杂盐资源化处理方法，其中所述步骤4)中将滤液冷却到10℃进一步结晶。
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