一種焦化粗硫銨生產(chǎn)工業(yè)級優(yōu)等品硫銨的方法
【專利摘要】本發(fā)明具體涉及一種焦化粗硫銨生產(chǎn)工業(yè)級優(yōu)等品硫銨的方法。其技術(shù)方案是：先用NaOH調(diào)節(jié)焦化粗硫銨水溶液pH，再加入活性炭，過濾制得焦化粗硫銨結(jié)晶母液；然后向母液中加入酸性調(diào)節(jié)劑、晶習(xí)改性劑和晶種，養(yǎng)晶；最后蒸發(fā)結(jié)晶，制得硫銨晶體。本發(fā)明具有顯著提高焦化粗硫銨產(chǎn)品質(zhì)量的特點(diǎn)，以焦化粗硫銨為原料生產(chǎn)的硫銨產(chǎn)品粒度分布集中、平均粒度可控、表面光潔、純度高和流動性好，可達(dá)到工業(yè)優(yōu)等品規(guī)格。
【專利說明】一種焦化粗硫銨生產(chǎn)工業(yè)級優(yōu)等品硫銨的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)結(jié)晶【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種焦化粗硫銨生產(chǎn)工業(yè)級優(yōu)等品硫銨的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]焦化硫銨是焦?fàn)t煤氣凈化產(chǎn)生的大宗工業(yè)副產(chǎn)品。一座年產(chǎn)200萬t焦炭的JN60-60型2X65孔7米63焦?fàn)t，硫銨產(chǎn)量可達(dá)3萬t/a。而我國焦炭產(chǎn)量自1993年以來一直穩(wěn)居世界首位，2011年突破4億t，因此國產(chǎn)焦化硫銨的產(chǎn)量巨大。硫酸銨是重要的氮肥，工業(yè)上還可作印染劑、食品催化劑、緩沖劑，皮革脫灰劑等。
[0003]目前，國內(nèi)大部分焦化廠多采用飽和器法生產(chǎn)硫銨。焦化硫銨由于雜質(zhì)的影響往往帶有灰色、綠色、藍(lán)色、暗黑色或紅色，結(jié)晶多為針狀、片狀或粉末狀，成型的顆粒很小，平均粒徑不超過0.5mm ;而且水分、酸度超標(biāo)。硫銨晶體易吸濕結(jié)塊，在空氣濕度大，晶體顆粒小和含水量高時(shí)尤為嚴(yán)重。吸潮后的硫銨對鋼鐵、水泥和麻袋等都有腐蝕性，易造成儲存、運(yùn)輸和使用困難。
[0004]焦化硫銨的質(zhì)量必須滿足工業(yè)和農(nóng)業(yè)上的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(見表1)，否則必須對其進(jìn)行分離精制。目前的焦化硫銨因含有焦油、焦油渣等雜質(zhì)、色澤差，只能用作農(nóng)用化肥，產(chǎn)品售價(jià)低且銷售困難。
[0005]表1硫酸銨質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在提供一種提高焦化硫銨產(chǎn)品質(zhì)量以達(dá)到工業(yè)優(yōu)等品的技術(shù)解決方法。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用技術(shù)方案的具體步驟是:
步驟一、在常壓、4(Tl00°C和300~500r/min的轉(zhuǎn)速條件下，先配制濃度為40~50wt%的焦化粗硫銨水溶液；再用NaOH調(diào)節(jié)焦化粗硫銨水溶液pH=7、；然后向焦化粗硫銨水溶液中加入占焦化粗硫銨廣5wt%的活性炭，保溫?cái)嚢?.5^1h后保溫過濾，制得焦化粗硫銨結(jié)晶母液；
步驟二、在常壓、4(Tl00°C和300~500r/min的轉(zhuǎn)速條件下，先向步驟一制備的焦化粗硫銨結(jié)晶母液中加入酸性調(diào)節(jié)劑，使其母液pH=5~7;再向母液中加入晶習(xí)改性劑和晶種，保溫?cái)嚢桊B(yǎng)晶15~30min，制得懸濁晶漿；
步驟三、在常壓或真空度為0.02~0.08MPa、4(Tl00°C和300~500r/min的轉(zhuǎn)速條件下，先對步驟二制備的懸濁晶漿進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶至晶漿懸浮密度為25(Tl000g/L ;再自然降溫冷卻或控溫冷卻至室溫；過濾，濾液返回步驟一配制焦化粗硫銨水溶液；濾餅干燥即得硫銨晶體。
[0008]所述酸性調(diào)節(jié)劑是草酸、磷酸、檸檬酸、鹽酸和硫酸中的一種或幾種的組合。
[0009]所述晶習(xí)改性劑是硫酰胺、尿素、鎂鹽、鋅鹽、錳鹽和銅鹽中的一種或幾種的組合，晶習(xí)改性劑的加入量為產(chǎn)品硫銨晶體的0.05^1.0wt% ； 鎂鹽可為氯化鎂、硝酸鎂和硫酸鎂中的一種；
鋅鹽可為氯化鋅、硝酸鋅和硫酸鋅中的一種；
錳鹽可為氯化錳、硝酸錳和硫酸錳中的一種；
銅鹽可為氯化銅、硝酸銅和硫酸銅中的一種。
[0010]所述晶種是指硫按晶體，晶種加入量為硫按結(jié)晶廣品總量的0.1~5wt%。
[0011]所述加入晶種粒度為200~230目時(shí)，產(chǎn)品中30-50目的硫銨晶體占90wt%以上； 所述加入晶種粒度為170~200目時(shí)，產(chǎn)品中20~30目的硫銨晶體占90wt%以上； 所述加入晶種粒度為140~170目時(shí)，產(chǎn)品中18~25目的硫銨晶體占90wt%以上； 所述加入晶種粒度為100~120目時(shí)，產(chǎn)品中14~20目的硫銨晶體占90wt%以上。
[0012]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果:
(I)本發(fā)明所涉及的焦化粗硫銨生產(chǎn)工業(yè)級優(yōu)等品硫銨的方法，先利用NaOH去除焦化粗硫銨中的Al3+、Fe3+、砷等雜質(zhì)，不僅可提高硫銨精制產(chǎn)品色級，還可降低其雜質(zhì)含量。已有文獻(xiàn)報(bào)道Fe3+能減緩硫銨晶體的生長速率，Al3+和Fe3+在硫銨堿性結(jié)晶環(huán)境下會生成Al (OH) 3、Fe (OH) 3棕色膠體而影響硫銨產(chǎn)品的色級，硫銨結(jié)晶母液中的S2_與砷也能生成深紅或橘紅色As2S3膠體。
[0013](2)本發(fā)明所涉及的焦化粗硫銨生產(chǎn)工業(yè)級優(yōu)等品硫銨的方法，加入活性炭既可實(shí)現(xiàn)脫色，也可去除焦化粗硫銨中的焦油、焦油渣等不溶性雜質(zhì)和上述(I)中新生成的Al (OH) 3>Fe (OH) 3和As2S3膠體等。焦化粗硫銨結(jié)晶母液中的焦油易附著在硫銨晶體表面阻礙晶體生長，而且焦油、焦油渣、Al (OH) 3、Fe (OH) 3和As2S3膠體等不溶性雜質(zhì)是影響硫銨晶體純度和色級的重要因素。
[0014](3)本發(fā)明所涉及的焦化粗硫銨生產(chǎn)工業(yè)級優(yōu)等品硫銨的方法，硫銨結(jié)晶母液的弱酸性環(huán)境和晶習(xí)改性劑的加入有利于生長較大的短粗型硫銨晶體，不同質(zhì)量和粒度晶種的加入可以調(diào)控硫銨產(chǎn)品晶體主粒度的大小和粒度分布的均勻性。
[0015]因此，本發(fā)明具有顯著提高焦化粗硫銨產(chǎn)品質(zhì)量的特點(diǎn)，以焦化粗硫銨為原料生產(chǎn)的硫銨產(chǎn)品粒度分布集中、平均粒度可控、表面光潔、純度高和流動性好，可達(dá)到工業(yè)優(yōu)等品規(guī)格。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，并非對其保護(hù)范圍的限制。
[0017]實(shí)施例1
一種焦化粗硫銨生產(chǎn)工業(yè)級優(yōu)等品硫銨的方法，其具體步驟是:
步驟一、在常壓、4(T60°C和300~400r/min的轉(zhuǎn)速條件下，先配制濃度為40~45wt%的焦化粗硫銨水溶液；再用NaOH調(diào)節(jié)焦化粗硫銨水溶液pH=7~8 ;然后向焦化粗硫銨水溶液中加入占焦化粗硫銨廣3wt%的活性炭，保溫?cái)嚢?.5^1h后保溫過濾，制得焦化粗硫銨結(jié)晶母液；
步驟二、在常壓、4(T60°C和300~400r/min的轉(zhuǎn)速條件下，先向步驟一制備的焦化粗硫銨結(jié)晶母液中加入酸性調(diào)節(jié)劑，使其母液pH=5~6;再向母液中加入晶習(xí)改性劑和晶種，保溫?cái)嚢桊B(yǎng)晶15~30min，制得懸濁晶漿；
步驟三、在常壓、4(T60°C和300~400r/min的轉(zhuǎn)速條件下，先對步驟二制備的懸濁晶漿進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶至晶漿懸浮密度為25(T500g/L ;再自然降溫冷卻或控溫冷卻至室溫；過濾，濾液返回步驟一配制焦化粗硫銨水溶液；濾餅干燥即得硫銨晶體。
[0018]本實(shí)施例中所述酸性調(diào)節(jié)劑是草酸；所述晶習(xí)改性劑是氯化鎂、硝酸鎂和硫酸鎂中的一種，晶習(xí)改性劑的加入量為廣品硫按晶體的0.05 1.0wt% ;所述晶種是指硫按晶體，晶種加入量為硫銨結(jié)晶產(chǎn)品總量的0.1~5wt%，晶種粒度為200~230目。
[0019]本實(shí)施例所得硫銨產(chǎn)品晶體中30-50目的硫銨晶體占90wt%以上。
[0020]實(shí)施例2
步驟一、在常壓、6(T80°C和350~450r/min的轉(zhuǎn)速條件下，先配制濃度為43~48wt%的焦化粗硫銨水溶液；再用NaOH調(diào)節(jié)焦化粗硫銨水溶液pH=8、；然后向焦化粗硫銨水溶液中加入占焦化粗硫銨2~4wt%的活性炭，保溫?cái)嚢?.5^1h后保溫過濾，制得焦化粗硫銨結(jié)晶母液；
步驟二、在常壓、6(T80°C和350~450r/min的轉(zhuǎn)速條件下，先向步驟一制備的焦化粗硫銨結(jié)晶母液中加入酸性調(diào)節(jié)劑，使其母液pH=6~7 ;再向母液中加入晶習(xí)改性劑和晶種，保溫?cái)嚢桊B(yǎng)晶15~30min，制得懸濁晶漿；
步驟三、在真空度為0.02~0.08MPa、6(T80°C和350~450r/min的轉(zhuǎn)速條件下，先對步驟二制備的懸濁晶漿進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶至晶漿懸浮密度為50(T750g/L ;再自然降溫冷卻或控溫冷卻至室溫；過濾，濾液返回步驟一配制焦化粗硫銨水溶液；濾餅干燥即得硫銨晶體。
[0021]本實(shí)施例中所述酸性調(diào)節(jié)劑是磷酸；所述晶習(xí)改性劑是氯化鋅、硝酸鋅和硫酸鋅中的一種，晶習(xí)改性劑的加入量為廣品硫按晶體的0.05 1.0wt% ;所述晶種是指硫按晶體，晶種加入量為硫銨結(jié)晶產(chǎn)品總量的0.1~5wt%，晶種粒度為170-200目。
[0022]本實(shí)施例所得硫銨產(chǎn)品晶體中20-30目的硫銨晶體占90wt%以上。
[0023]實(shí)施例3步驟一、在常壓、8(Tl00°C和350~500r/min的轉(zhuǎn)速條件下，先配制濃度為45~50wt%的焦化粗硫銨水溶液；再用NaOH調(diào)節(jié)焦化粗硫銨水溶液pH=7、；然后向焦化粗硫銨水溶液中加入占焦化粗硫銨3~5wt%的活性炭，保溫?cái)嚢?.5^1h后保溫過濾，制得焦化粗硫銨結(jié)晶母液；
步驟二、在常壓、8(Tl00°C和350~500r/min的轉(zhuǎn)速條件下，先向步驟一制備的焦化粗硫銨結(jié)晶母液中加入酸性調(diào)節(jié)劑，使其母液pH=5~7;再向母液中加入晶習(xí)改性劑和晶種，保溫?cái)嚢桊B(yǎng)晶15~30min，制得懸濁晶漿；
步驟三、在常壓、8(Tl00°C和350~500r/min的轉(zhuǎn)速條件下，先對步驟二制備的懸濁晶漿進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶至晶漿懸浮密度為75(Tl000g/L ;再自然降溫冷卻或控溫冷卻至室溫；過濾，濾液返回步驟一配制焦化粗硫銨水溶液；濾餅干燥即得硫銨晶體。
[0024]本實(shí)施例中所述酸性調(diào)節(jié)劑是檸檬酸；所述晶習(xí)改性劑是氯化錳、硝酸錳和硫酸猛中的一種，晶習(xí)改性劑的加入量為廣品硫按晶體的0.05 1.0wt% ;所述晶種是指硫按晶體，晶種加入量為硫銨結(jié)晶產(chǎn)品總量的0.1~5wt%，晶種粒度為140-170目。
[0025]本實(shí)施例所得硫銨產(chǎn)品晶體中18~25目的硫銨晶體占90wt%以上。
[0026]實(shí)施例4
本實(shí)施例中除了晶習(xí)改性劑為鹽酸、晶習(xí)改性劑為氯化銅、硝酸銅和硫酸銅中的一種外，其他同實(shí)施例1。
[0027]實(shí)施例5
本實(shí)施例中除了晶習(xí)改性劑為硫酸和檸檬酸外，其他同實(shí)施例2。
[0028]實(shí)施例6
本實(shí)施例中除了晶習(xí)改性劑為草酸和檸檬酸、晶習(xí)改性劑為尿素和硝酸鎂外，其他同實(shí)施例3。
[0029]實(shí)施例7
本實(shí)施例中除了晶習(xí)改性劑為磷酸、鹽酸和硫酸、晶習(xí)改性劑為氯化鎂、氯化鋅和氯化錳外，其他同實(shí)施例1。
[0030]實(shí)施例8
本實(shí)施例中除了晶習(xí)改性劑為草酸、檸檬酸、鹽酸和硫酸、晶習(xí)改性劑為尿素、硝酸鎂、硝酸鋅和硝酸銅外，其他同實(shí)施例2。
【權(quán)利要求】
1.一種焦化粗硫銨生產(chǎn)工業(yè)級優(yōu)等品硫銨的方法，其特征在于，具體按以下步驟完成: 步驟一、在常壓、40~l00°C和300~500r/min的轉(zhuǎn)速條件下，先配制濃度為40~50wt%的焦化粗硫銨水溶液；再用NaOH調(diào)節(jié)焦化粗硫銨水溶液pH=7、；然后向焦化粗硫銨水溶液中加入占焦化粗硫銨廣1~5wt%的活性炭，保溫?cái)嚢?.5^1h后保溫過濾，制得焦化粗硫銨結(jié)晶母液； 步驟二、在常壓、4(Tl00°C和300~500r/min的轉(zhuǎn)速條件下，先向步驟一制備的焦化粗硫銨結(jié)晶母液中加入酸性調(diào)節(jié)劑，使其母液pH=5~7;再向母液中加入晶習(xí)改性劑和晶種，保溫?cái)嚢桊B(yǎng)晶15~30min，制得懸濁晶漿； 步驟三、在常壓或真空度為0.02~0.08MPa、40~l00°C和300~500r/min的轉(zhuǎn)速條件下，先對步驟二制備的懸濁晶漿進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶至晶漿懸浮密度為250~l000g/L ;再自然降溫冷卻或控溫冷卻至室溫；過濾，濾液返回步驟一配制焦化粗硫銨水溶液；濾餅干燥即得硫銨晶體。
2.如權(quán)利要求1所述的焦化粗硫銨生產(chǎn)工業(yè)級優(yōu)等品硫銨的方法，其特征在于，所述酸性調(diào)節(jié)劑是草酸、磷酸、檸檬酸、鹽酸和硫酸中的一種或幾種的組合。
3.如權(quán)利要求1所述的焦化粗硫銨生產(chǎn)工業(yè)級優(yōu)等品硫銨的方法，其特征在于，所述晶習(xí)改性劑是硫酰胺、尿素、鎂鹽、鋅鹽、錳鹽和銅鹽中的一種或幾種的組合，晶習(xí)改性劑的加入量為產(chǎn)品硫銨晶體的0.05^1.0wt% ； 鎂鹽可為氯化鎂、硝酸鎂和硫酸鎂中的一種； 鋅鹽可為氯化鋅、硝酸鋅和硫酸鋅中的一種； 錳鹽可為氯化錳、硝酸錳和硫酸錳中的一種； 銅鹽可為氯化銅、硝酸銅和硫酸銅中的一種。
4.如權(quán)利要求1所述的焦化粗硫銨生產(chǎn)工業(yè)級優(yōu)等品硫銨的方法，其特征在于，所述晶種是指硫按晶體，晶種加入量為硫按結(jié)晶廣品總量的0.1~5wt%。
5.如權(quán)利要求1、4所述的焦化粗硫銨生產(chǎn)工業(yè)級優(yōu)等品硫銨的方法，其特征在于: 所述加入晶種粒度為200~230目時(shí)，產(chǎn)品中30-50目的硫銨晶體占90wt%以上； 所述加入晶種粒度為170~200目時(shí)，產(chǎn)品中20~30目的硫銨晶體占90wt%以上； 所述加入晶種粒度為140~170目時(shí)，產(chǎn)品中18~25目的硫銨晶體占90wt%以上； 所述加入晶種粒度為100~120目時(shí)，產(chǎn)品中14~20目的硫銨晶體占90wt%以上。
【文檔編號】C01C1/248GK103496714SQ201310495567
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】張春桃, 劉幫禹, 王鑫, 王海蓉 申請人:武漢科技大學(xué)