專(zhuān)利名稱(chēng)：用鈣芒硝礦生產(chǎn)硫化鈉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硫化鈉的生產(chǎn)方法，尤其是一種用鈣芒硝礦生產(chǎn)硫化鈉的方法。
目前工業(yè)生產(chǎn)硫化鈉主要是采用芒硝(硫酸鈉)高溫碳還原法，除此之外則是利用其它化工生產(chǎn)中的副產(chǎn)物。因此生產(chǎn)硫化鈉的主要原料是芒硝和煤碳。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)91104690.9號(hào)曾公開(kāi)了一種生產(chǎn)工業(yè)硫化堿(硫化鈉)的工藝方法，其步驟為將經(jīng)精細(xì)處理的無(wú)煙煤取其反應(yīng)總量的30～35％與約5倍于煤粉總量的芒硝混合，并投入反射爐內(nèi)在1040～1060℃煅燒，待上述混合物煅燒至熔融體后，將剩余65～70％的精煤粉預(yù)熱至300℃左右，陸續(xù)均勻地撒在上述熔融體表面，并施以攪拌，讓其充分接觸，使其強(qiáng)行脫掉芒硝中的氧而生成硫化鈉，據(jù)稱(chēng)該方法具有可減少投資、降低成本等優(yōu)點(diǎn)。但是，該方法與傳統(tǒng)方法的類(lèi)似之處在于仍需使用芒硝為原料。在我國(guó)四川西南部地區(qū)，具有儲(chǔ)量豐富的鈣芒硝礦，其主要成份為硫酸鈉、硫酸鈣、硫酸鎂、硫酸鍶和二氧化硅。為了利用鈣芒硝礦制取硫化鈉，現(xiàn)有的方法是將鈣芒硝礦粉碎后用水浸泡，再將濾液澄清、蒸發(fā)、結(jié)晶而得到芒硝(含硫酸鈉90％左右)，再用制得的芒硝制取硫化鈉。此種加工過(guò)程既消耗燃煤又浪費(fèi)工時(shí)，其成本也高。因此，有必要提供一種新的利用鈣芒硝礦制取硫化鈉的方法。
本發(fā)明的目的即是提供一種利用鈣芒硝礦生產(chǎn)硫化鈉的方法。
本發(fā)明所涉及的鈣芒硝礦的主要成份為硫酸鈉、硫酸鈣、硫酸鎂、硫酸鍶和二氧化硅，本發(fā)明提供的用鈣芒硝礦生產(chǎn)硫化鈉的方法按以下步驟進(jìn)行(1)、用鈣芒硝礦粉與煤炭粉均勻混合，且讓所得混合物中所含硫酸鹽與碳的比例為5∶1至5∶3，在900～1300℃的高溫下煅燒20～2分鐘后由爐內(nèi)卸出；(2)、用含硫酸鈉10～45％的芒硝水在50～150℃的條件下浸取上述制取物2～6小時(shí)，芒硝水中所含硫酸鈉的當(dāng)量為所浸取的上述制取物中硫化鈣、硫化鎂、硫化鍶總當(dāng)量的100～102％；(3)、濾取上一步驟所得浸液中的清液，并蒸發(fā)濃縮，得到硫化鈉成品。在本發(fā)明中，就上述步驟(1)來(lái)說(shuō)，煅燒時(shí)的溫度越高，所需時(shí)間越短。鈣芒硝礦粉與煤粉的混合物在煅燒過(guò)程中將轉(zhuǎn)化為硫化物和二氧化碳，其反應(yīng)過(guò)程如下
在步驟(2)中，上述各硫化物與芒硝水中的硫酸鈉發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成硫化鈉和硫酸鹽沉淀，其反應(yīng)過(guò)程如下
這樣，經(jīng)步驟(3)濾得的清液即為硫化鈉溶液，再經(jīng)蒸發(fā)濃縮處理后，所得最終成品即為硫化鈉產(chǎn)品。對(duì)常見(jiàn)的鈣芒硝礦來(lái)說(shuō)，其一般含硫酸鈉25～45％、硫酸鈣25～45％、硫酸鎂0.3～12％、硫酸鍶0.15～0.5％及氧化硅4～13％。礦粉中的二氧化硅在煅燒過(guò)程的高溫下轉(zhuǎn)化為不溶于水的硅酸鹽，在浸取時(shí)則被留在沉渣中除去。在本發(fā)明中，為了保證較高的生產(chǎn)效率，通常希望所用鈣芒硝礦粉中硫酸鈉的含量高于30％，所用煤炭粉中的碳含量高于60％。當(dāng)然，即使鈣芒硝礦粉中硫酸鈉的含量不能達(dá)到30％以上，煤炭粉中的碳含量亦不能達(dá)到60％，本發(fā)明的方法仍然能夠?qū)崿F(xiàn)，只是其生產(chǎn)效率可能會(huì)有所降低而已。另外，當(dāng)鈣芒硝礦粉中硫酸鈉的含量低于30％時(shí)，還可通過(guò)在鈣芒硝礦粉中加入適量硫酸鈉的方式來(lái)提高鈣芒硝礦粉中的硫酸鈉含量，使之達(dá)到30％以上。同時(shí)，即使鈣芒硝礦粉中的硫酸鈉含量已達(dá)到30％以上，仍然可以在其內(nèi)加入適量的硫酸鈉，以進(jìn)一步提高其硫酸鈉的含量，從而提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明中所使用的鈣芒硝礦粉的粒度可以為20～130目，煤炭粉的粒度可以為10～50目，但也可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)此粒度范圍進(jìn)行調(diào)整。鈣芒銷(xiāo)礦粉與煤炭粉的混合物可以在轉(zhuǎn)爐或反射爐內(nèi)進(jìn)行煅燒。在將煅燒后的熔融物由爐內(nèi)卸出后，讓其自然冷卻為黑褐色的固體，可以在其未完全冷卻時(shí)即用芒硝水對(duì)其浸取，以滿(mǎn)足浸取過(guò)程的溫度要求。用于浸取的芒硝水可以直接取用鈣芒硝礦井水或由鈣芒硝礦用水溶解后的含硫酸鈉的溶液。
與前述現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的方法直接用鈣芒硝原礦作原料，省去了將礦石用水溶解、蒸發(fā)、結(jié)晶、烘干變成90％左右的芒硝等全過(guò)程，并將原礦中的廢棄物硫酸鈣、硫酸鎂、硫酸鍶作為有效成份加以轉(zhuǎn)換利用，從而大大降低了生產(chǎn)成本，縮短了工藝流程，提高了產(chǎn)量，可獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明的內(nèi)容結(jié)合以下實(shí)施例作更進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅限于實(shí)施例中所涉及的內(nèi)容。
實(shí)施例先將1000Kg鈣芒硝礦粉碎至120目，化驗(yàn)測(cè)定礦粉中硫酸鈉的含量為39％，其它堿土金屬硫酸鹽以硫酸鈣計(jì)的含量為46％。另將煤炭粉碎至40目，經(jīng)測(cè)定煤粉中的碳含量為58％。將1000Kg鈣芒硝礦粉與425Kg煤粉混合均勻后置于反射爐內(nèi)進(jìn)行高溫煅燒。隨著煅燒時(shí)間的延續(xù)，爐內(nèi)溫度也隨之升高。當(dāng)溫度升至1100℃～1200℃時(shí)，在此段溫度內(nèi)攪拌煅燒約4分鐘后，高溫化學(xué)反應(yīng)基本結(jié)束。將熟料從爐中卸出，置于斗車(chē)。物料從進(jìn)爐到出爐時(shí)間為25～30分鐘。斗車(chē)中的熟料待其冷卻收汗形成黑褐色灰餅，黑褐色灰餅的表面溫度冷卻至200℃～300℃時(shí)放入浸缸中，用芒硝水浸漬。經(jīng)測(cè)定，所得熟料總重為740Kg，其內(nèi)含硫化鈉25.7％、硫化鈣(硫化鎂、硫化鍶均以硫化鈣計(jì))27.6％。芒硝水采用鈣芒硝礦井水，其含硫酸鈉25％。將此芒硝水1640Kg利用煅燒爐產(chǎn)生的余熱加熱至90℃后，再加入浸缸浸漬。浸取時(shí)的溫度保持在80℃～110℃之間，共浸取4小時(shí)，浸取后溶液內(nèi)含硫化鈉28％。濾得上述浸漬后的溶液1350Kg，將其放入蒸發(fā)鍋中蒸發(fā)濃縮至硫化鈉含量達(dá)60.2％時(shí)用泵打入包裝罐，得到硫化鈉成品586Kg。
權(quán)利要求
1.一種用鈣芒硝礦生產(chǎn)硫化鈉的方法，其特征是按以下步驟進(jìn)行(1)、用鈣芒硝礦粉與煤炭粉均勻混合，且讓所得混合物中所含硫酸鹽與碳的比例為5∶1至5∶3，在900～1300℃的高溫下煅燒20～2分鐘后由爐內(nèi)卸出；(2)、用含硫酸鈉10～45％的芒硝水在50～150℃的條件下浸取上述制取物2～6小時(shí)，芒硝水中所含硫酸鈉的當(dāng)量為所浸取的上述制取物中硫化鈣、硫化鎂、硫化鍶總當(dāng)量的100～102％；(3)、濾取上一步驟所得浸液中的清液，并蒸發(fā)濃縮，得到硫化鈉成品。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是在步驟(1)中，必要時(shí)在鈣芒硝礦粉中加入硫酸鈉，使鈣芒硝礦粉中的硫酸鈉含量高于30％。
全文摘要
一種用鈣芒硝礦生產(chǎn)硫化鈉的方法,按以下步驟進(jìn)行:(1)、用鈣芒硝礦粉與煤炭粉均勻混合,且讓所得混合物中所含硫酸鹽與碳的比例為5∶1至5∶3,在900～1300℃的高溫下煅燒20～2分鐘后由爐內(nèi)卸出;(2)、用含硫酸鈉10～45%的芒硝水在50—150℃的條件下浸取上述制取物2～6小時(shí),芒硝水中所含硫酸鈉的當(dāng)量為所浸取的上述制取物中硫化鈣、硫化鎂、硫化鍶總當(dāng)量的100～102%;(3)、濾取上一步驟所得浸液中的清液,并蒸發(fā)濃縮,得到硫化鈉成品。
文檔編號(hào)C01B17/26GK1220967SQ9812400
公開(kāi)日1999年6月30日 申請(qǐng)日期1998年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月15日
發(fā)明者王凡 申請(qǐng)人:王凡