一种硫酸钠废盐资源化利用的方法
阅读说明：本技术 一种硫酸钠废盐资源化利用的方法 (Method for resource utilization of sodium sulfate waste salt ) 是由 章小华 李春萍 唐柯 赵正斌 章光华 于 2021-07-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及废物处理领域,本发明公开了一种硫酸钠废盐资源化利用的方法,包括：协同处置,溶解处理和蒸发结晶等步骤；本发明公开了一种与水泥窑协同处置硫酸钠废盐的方法,利用水泥窑的热量,在将硫酸钠废盐中的有机物分解气化后进入水泥窑的分解炉中充分燃烧后无害化排放,然后将热裂解后的硫酸钠经过溶解,过滤,蒸发结晶后得到工业级硫酸钠产品；本发明的方法能源消耗少,回收的硫酸钠质量高,回收率高,是一种绿色的硫酸钠废盐资源化利用方法。(The invention relates to the field of waste treatment, and discloses a method for resource utilization of sodium sulfate waste salt, which comprises the following steps: synergistic treatment, dissolution treatment, evaporative crystallization and other steps; the invention discloses a method for disposing sodium sulfate waste salt in cooperation with a cement kiln, which utilizes the heat of the cement kiln, decomposes and gasifies organic matters in the sodium sulfate waste salt, then enters a decomposing furnace of the cement kiln for full combustion and then is discharged harmlessly, and then the thermally cracked sodium sulfate is dissolved, filtered, evaporated and crystallized to obtain an industrial grade sodium sulfate product; the method has the advantages of low energy consumption, high quality of the recovered sodium sulfate and high recovery rate, and is a green method for recycling the waste sodium sulfate.)
技术领域
本发明涉及废物处理领域，尤其是一种硫酸钠废盐资源化利用的方法。
背景技术
工业生产每年产生的工业废杂盐量约120万吨/年，加上以往未处理而堆存的，全国总的工业废杂盐量预计达千万吨以上，其中一种常见的盐渣就是废硫酸钠废盐 渣，硫酸钠含量不低于70％(wt％)，该硫酸钠废盐渣含有部分有机物；由于硫酸钠废盐渣含有有机物、有毒、有害物质、水分含量高、易板结，而不能作为工业原料、辅料直接使用，并逸散恶臭气味，其处置困难。
CN110981059A公开了一种含硫酸钠盐和亚硫酸钠盐二萘酚废水处理系统及其处理工艺，该发明的含硫酸钠盐和亚硫酸钠盐二萘酚废水处理系统及其处理工艺通过蒸发、冷却工艺的结合首先可将萘磺酸钠进行回收，而后通过再冷冻形成十水硫酸钠结晶的同时能够将高浓度的滤液排出系统并系统资源化利用，并可实现亚硫酸钠与硫酸钠的分离，随后将十水硫酸钠结晶进行热熔、树脂吸附、蒸发，从而可确保能够得到纯净的硫酸钠，且蒸发效率高。
CN110615452A公开了一种分段式处理并回收硫酸钠废盐渣的方法，其工艺是：（1）将硫酸钠废盐渣研磨破碎至过35目筛；（2）将破碎后的硫酸钠废盐渣在第一段炭化；（3）将炭化产物用足量的水溶解，过滤、分离得到炭化残渣和澄清溶液；（4）将炭化残渣与第一段的烟气送入第二段高温焚烧；（5）滤液通过蒸发结晶得到硫酸钠产品，冷凝水回用至（3）中。该发明以医药中间体副产硫酸钠废盐渣为处理对象，以硫酸钠与有机物杂质的分离为切入点，通过将溶解过滤段前提到低温段与高温段之间，在高温处理前将无机盐与有机物分离，成功解决了低温条件下有机物处理不彻底，高温条件下无机盐高温熔融、炉体易受腐蚀的问题，实现了硫酸钠废盐渣的无害化与资源化。
CN207430120U公开了一种废盐硫酸钠高效处理装置，包括处理箱，所述处理箱顶部的左侧固定安装有与其连通的进料管，处理箱右侧的底部固定安装有与其连通的排料管，处理箱的顶部设置有搅拌电机，搅拌电机上的输出轴通过联轴器与搅拌转轴固定连接，搅拌转轴的两侧均固定安装有等距离排列的搅拌支轴，右侧的搅拌支轴的正面和左侧的搅拌支轴的背面均固定安装有等距离排列的L形连接杆。该废盐硫酸钠高效处理装置，使处理的效果能达到更好，处理的效率更高，有效提高了企业的生产效率，使硫酸钠废水对环境的污染能降低至更低，为人们的身体健康提供了更大的保障。
以上方法以及现有技术都是采用高温碳化后溶解结晶的方法，有机物碳化后的物质对硫酸钠的溶解的影响非常严重，影响硫酸钠的回收率。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种硫酸钠废盐资源化利用的方法。
一种硫酸钠废盐资源化利用的方法，其方案为：
步骤一、协同处置：将200-260份的硫酸钠废盐与0.6-1.2份的有机物裂解助剂混合均匀后得到混合物料，将混合物料送入到热解设备中，所述的热解设备设置加热层和物料室，加热层与水泥窑分解系统中相连，将水泥窑的热量导入热解设备中将处于物料室的硫酸钠废盐混合物料加热，首先在较低温度下处理10-30min，然后加热到850-1000℃，反应时间为20-60min；所述的物料室处于绝氧加热状态，有机物产生的烟气与空气按照体积比0.8：0.6-1.2的比例混合通过管道进入到水泥窑分解炉中，充分燃烧后进入水泥窑废气系统；
步骤二、溶解处理：将处理后的硫酸钠废渣用自来水溶解，固液比1:3.5-6.8，溶解温度为40-70℃，溶解后固液分离，得到盐溶液和不溶物；
步骤三、蒸发结晶：将盐溶液蒸发冷却结晶后得到硫酸钠晶体，干燥后即可得到回收的无水硫酸钠产品。
所述的有机物裂解助剂按照以下方法制备：
将3.4-6.7份丙烯酸铝，加入10-15份α,ω-二巯基聚乙二醇，2.5-5.5份烯丙基苯砜，3-6份甲醇钠，100-200份白油，控温50-58℃下搅拌反应100-180min，完成后过滤，烘干，并转移至研磨机中；再加入100-150份的硅藻土，10-30份的活性高岭土和1.2-3.8份的稀土氧化物到研磨机中，继续研磨10-30min，即可制备得到所述的有机物裂解助剂。
所述的有机物裂解助剂由丙烯酸铝，α,ω-二巯基聚乙二醇，烯丙基苯砜，甲醇钠发生了迈克尔加成反应制备；其反应式示意为：
所述的稀土氧化物为氧化铈或氧化镧或氧化铷。
所述的磷酸化合物为质量浓度为50%-85%的磷酸或偏磷酸。
所述的乙二醇为乙二醇1000或乙二醇3000或乙二醇6000。
所述的浆料的固含量为10%-18%。
所述的较低温度为350-550℃。
所述的不溶物在500-650℃的空气氛围下煅烧4-6h后得到回收有机物裂解助剂。
本发明公开了一种硫酸钠废盐资源化利用的方法，本发明公开了一种与水泥窑协同处置硫酸钠废盐的方法，利用水泥窑的热量，在将硫酸钠废盐中的有机物分解气化后进入水泥窑的分解炉中充分燃烧后无害化排放，然后将热裂解后的硫酸钠经过溶解，过滤，蒸发结晶后得到工业级硫酸钠产品；本发明的方法既能够回收利用硫酸钠盐体，也能够充分利用废盐中含有的有机物燃烧产热，为水泥窑供能，达到充分资源化利用的目的；本发明在废盐中添加的有机物裂解助剂，能够先在350-550℃将有机物分解成挥发性物质，在高温下将有机物随烟气带走，减少废盐中的碳化物残留，不影响后续的溶解和蒸发结晶操作，保证硫酸钠废盐的回收率；本发明的方法充分利用水泥窑的产热分解废盐中有机物，然后分解的有机物产生的挥发性的有机物随烟气与空气混合后进入水泥窑充分燃烧，为水泥窑提供热量，达到绿色处理的目的。本发明的方法能源消耗少，回收的硫酸钠质量高，回收率高，是一种绿色的硫酸钠废盐资源化利用方法。
附图说明
图1为某造纸厂纸浆生产工序废弃蒸煮剂硫酸钠废盐的SU8010电镜图。
硫酸钠为针形晶体，有机物夹杂在晶体中。
图2为某造纸厂纸浆生产工序废弃蒸煮剂硫酸钠废盐的废盐热重特性分析。
废盐中含多个放热峰，判断含有多种有机物；放热峰均<800℃ ；>800℃出现吸热峰，说明盐开始熔融。
具体实施方式
下面通过具体实施例对该发明作进一步说明：
本发明的实施例取某造纸厂纸浆生产工序废弃蒸煮剂硫酸钠废盐，经过分析原料废盐中硫酸钠含量约82.83％，有机物含量约11.08％，水分含量约4.82％；实施例具体实施步骤如下：
实施例1
一种硫酸钠废盐资源化利用的方法，其方案为：
步骤一、协同处置：将200kg硫酸钠废盐与0.6kg有机物裂解助剂混合均匀后得到混合物料，将混合物料送入到热解设备中，所述的热解设备设置加热层和物料室，加热层与水泥窑分解系统中相连，将水泥窑的热量导入热解设备中将处于物料室的硫酸钠废盐混合物料加热，首先在较低温度下处理10min，然后加热到850℃，反应时间为20min；所述的物料室处于绝氧加热状态，有机物产生的烟气与空气按照体积比0.8：0.6的比例混合通过管道进入到水泥窑分解炉中，充分燃烧后进入水泥窑废气系统；
所述的有机物裂解助剂按照以下方法制备：
将3.4kg丙烯酸铝，加入10kgα,ω-二巯基聚乙二醇，2.5kg烯丙基苯砜，3kg甲醇钠，100kg白油，控温50℃下搅拌反应100min，完成后过滤，烘干，并转移至研磨机中；再加入100kg的硅藻土，10kg的活性高岭土和1.2kg的稀土氧化物到研磨机中，继续研磨10min，即可制备得到所述的有机物裂解助剂。
步骤二、溶解处理：将处理后的硫酸钠废渣用自来水溶解，固液比1:3.5，溶解温度为40℃，溶解后固液分离，得到盐溶液和不溶物；
步骤三、蒸发结晶：将盐溶液蒸发冷却结晶后得到硫酸钠晶体，干燥后即可得到回收的无水硫酸钠产品。
所述的稀土氧化物为氧化铈。
所述的磷酸化合物为质量浓度为50%的磷酸。
所述的乙二醇为乙二醇1000。
所述的浆料的固含量为10%。
所述的较低温度为350℃。
所述的不溶物在500℃的空气氛围下煅烧6h后得到回收有机物裂解助剂。
实施例2
一种硫酸钠废盐资源化利用的方法，其方案为：
步骤一、协同处置：将230kg硫酸钠废盐与0.9kg有机物裂解助剂混合均匀后得到混合物料，将混合物料送入到热解设备中，所述的热解设备设置加热层和物料室，加热层与水泥窑分解系统中相连，将水泥窑的热量导入热解设备中将处于物料室的硫酸钠废盐混合物料加热，首先在较低温度下处理20min，然后加热到950℃，反应时间为40min；所述的物料室处于绝氧加热状态，有机物产生的烟气与空气按照体积比0.8：0.9的比例混合通过管道进入到水泥窑分解炉中，充分燃烧后进入水泥窑废气系统；
所述的有机物裂解助剂按照以下方法制备：
将5kg丙烯酸铝，加入7kgα,ω-二巯基聚乙二醇，4kg烯丙基苯砜，5kg甲醇钠，150kg白油，控温54℃下搅拌反应140min，完成后过滤，烘干，并转移至研磨机中；再加入125kg的硅藻土，20kg的活性高岭土和2.5kg的稀土氧化物到研磨机中，继续研磨20min，即可制备得到所述的有机物裂解助剂。步骤二、溶解处理：将处理后的硫酸钠废渣用自来水溶解，固液比1:5.2，溶解温度为60℃，溶解后固液分离，得到盐溶液和不溶物；
步骤三、蒸发结晶：将盐溶液蒸发冷却结晶后得到硫酸钠晶体，干燥后即可得到回收的无水硫酸钠产品。
所述的稀土氧化物为氧化铈或氧化镧或氧化铷。
所述的磷酸化合物为质量浓度为65%的偏磷酸。
所述的乙二醇为乙二醇3000。
所述的浆料的固含量为14%。
所述的较低温度为450℃。
所述的不溶物在550℃的空气氛围下煅烧5h后得到回收有机物裂解助剂。
实施例3
一种硫酸钠废盐资源化利用的方法，其方案为：
步骤一、协同处置：将260kg硫酸钠废盐与1.2kg有机物裂解助剂混合均匀后得到混合物料，将混合物料送入到热解设备中，所述的热解设备设置加热层和物料室，加热层与水泥窑分解系统中相连，将水泥窑的热量导入热解设备中将处于物料室的硫酸钠废盐混合物料加热，首先在较低温度下处理30min，然后加热到1000℃，反应时间为60min；所述的物料室处于绝氧加热状态，有机物产生的烟气与空气按照体积比0.8：1.2的比例混合通过管道进入到水泥窑分解炉中，充分燃烧后进入水泥窑废气系统；
所述的有机物裂解助剂按照以下方法制备：
将6.7kg丙烯酸铝，加入15kgα,ω-二巯基聚乙二醇， 5.5kg烯丙基苯砜， 6kg甲醇钠， 200kg白油，控温58℃下搅拌反应180min，完成后过滤，烘干，并转移至研磨机中；再加入150kg的硅藻土， 30kg的活性高岭土和3.8kg的稀土氧化物到研磨机中，继续研磨30min，即可制备得到所述的有机物裂解助剂。
步骤二、溶解处理：将处理后的硫酸钠废渣用自来水溶解，固液比1: 6.8，溶解温度为70℃，溶解后固液分离，得到盐溶液和不溶物；
步骤三、蒸发结晶：将盐溶液蒸发冷却结晶后得到硫酸钠晶体，干燥后即可得到回收的无水硫酸钠产品。
所述的稀土氧化物为氧化铷。
所述的磷酸化合物为质量浓度为85%的偏磷酸。
所述的乙二醇为乙二醇6000。
所述的浆料的固含量为18%。
所述的较低温度为550℃。
所述的不溶物在650℃的空气氛围下煅烧4h后得到回收有机物裂解助剂。
采用耐驰公司的STA 449 F3热重分析仪。采用的气氛为空气，每次测试样品质量为16mg左右，分析时将协同处置后的废盐样品放置入氧化铝坩埚内进行测试，载气流量为50ml/min。空气氛围下的减重反应处理后的废盐的碳化物的残留量。硫酸钠的回收率按照试剂回收量与理论回收量之比计算，其测试结果如下表所示：
硫酸钠回收率（%） 碳化物（%）
实施例1 85.97 0.42
实施例2 87.83 0.31
实施例3 92.21 0.19
对比例1
一种硫酸钠废盐资源化利用的方法，其方案为：
步骤一、协同处置：将200kg硫酸钠废盐送入到热解设备中，所述的热解设备设置加热层和物料室，加热层与水泥窑分解系统中相连，将水泥窑的热量导入热解设备中将处于物料室的硫酸钠废盐混合物料加热，首先在较低温度下处理10min，然后加热到850℃，反应时间为20min；所述的物料室处于绝氧加热状态，有机物产生的烟气与空气按照体积比0.8：0.6的比例混合通过管道进入到水泥窑分解炉中，充分燃烧后进入水泥窑废气系统；
步骤二、溶解处理：将处理后的硫酸钠废渣用自来水溶解，固液比1:3.5，溶解温度为40℃，溶解后固液分离，得到盐溶液和不溶物；
步骤三、蒸发结晶：将盐溶液蒸发冷却结晶后得到硫酸钠晶体，干燥后即可得到回收的无水硫酸钠产品。
所述的较低温度为350℃。
对比例2
一种硫酸钠废盐资源化利用的方法，其方案为：
步骤一、协同处置：将200kg硫酸钠废盐与0.6kg有机物裂解助剂混合均匀后得到混合物料，将混合物料送入到热解设备中，所述的热解设备设置加热层和物料室，加热层与水泥窑分解系统中相连，将水泥窑的热量导入热解设备中将处于物料室的硫酸钠废盐混合物料加热，首先在较低温度下处理10min，然后加热到850℃，反应时间为20min；所述的物料室处于绝氧加热状态，有机物产生的烟气与空气按照体积比0.8：0.6的比例混合通过管道进入到水泥窑分解炉中，充分燃烧后进入水泥窑废气系统；
所述的有机物裂解助剂按照以下方法制备：
将3.4kg丙烯酸铝，加入10kgα,ω-二巯基聚乙二醇，3kg甲醇钠，100kg白油，控温50℃下搅拌反应100min，完成后过滤，烘干，并转移至研磨机中；再加入100kg的硅藻土，10kg的活性高岭土和1.2kg的稀土氧化物到研磨机中，继续研磨10min，即可制备得到所述的有机物裂解助剂。
步骤二、溶解处理：将处理后的硫酸钠废渣用自来水溶解，固液比1:3.5，溶解温度为40℃，溶解后固液分离，得到盐溶液和不溶物；
步骤三、蒸发结晶：将盐溶液蒸发冷却结晶后得到硫酸钠晶体，干燥后即可得到回收的无水硫酸钠产品。
所述的乙二醇为乙二醇1000。
所述的浆料的固含量为10%。
所述的较低温度为350℃。
所述的不溶物在500℃的空气氛围下煅烧6h后得到回收有机物裂解助剂。
对比例3
一种硫酸钠废盐资源化利用的方法，其方案为：
步骤一、协同处置：将200kg硫酸钠废盐与0.6kg有机物裂解助剂混合均匀后得到混合物料，将混合物料送入到热解设备中，所述的热解设备设置加热层和物料室，加热层与水泥窑分解系统中相连，将水泥窑的热量导入热解设备中将处于物料室的硫酸钠废盐混合物料加热，首先在较低温度下处理10min，然后加热到850℃，反应时间为20min；所述的物料室处于绝氧加热状态，有机物产生的烟气与空气按照体积比0.8：0.6的比例混合通过管道进入到水泥窑分解炉中，充分燃烧后进入水泥窑废气系统；
所述的有机物裂解助剂按照以下方法制备：
将加入10kgα,ω-二巯基聚乙二醇，2.5kg烯丙基苯砜，3kg甲醇钠，100kg白油，控温50℃下搅拌反应100min，完成后过滤，烘干，并转移至研磨机中；再加入100kg的硅藻土，10kg的活性高岭土和1.2kg的稀土氧化物到研磨机中，继续研磨10min，即可制备得到所述的有机物裂解助剂。
步骤三、蒸发结晶：将盐溶液蒸发冷却结晶后得到硫酸钠晶体，干燥后即可得到回收的无水硫酸钠产品。
所述的稀土氧化物为氧化铈。
所述的磷酸化合物为质量浓度为50%的磷酸。
所述的乙二醇为乙二醇1000。
所述的浆料的固含量为10%。
所述的较低温度为350℃。
所述的不溶物在500℃的空气氛围下煅烧6h后得到回收有机物裂解助剂。
对比例的处理硫酸钠废盐的测试结果如下表所示：
硫酸钠回收率（%）
碳化物（%）
对比例1
74.71
6.31
对比例2
79.52
2.14
对比例3
83.24
0.67
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