精制硫化堿生產(chǎn)工藝探討

王國(guó)明

摘 要：硫化堿是由硫酸鈉所制成，但因傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝下制成的硫化堿含有較多雜質(zhì)。在除鐵過程中尚未嚴(yán)格控制硫化堿的具體用量，所以很容易影響硫化堿成品的質(zhì)量。本文探究精制硫化堿生產(chǎn)工藝具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，有利于提升硫化堿的生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：硫化堿;精制;生產(chǎn)工藝

因國(guó)內(nèi)外對(duì)精制硫化堿的需求均是極為巨大的。因而也為我國(guó)硫化堿的產(chǎn)業(yè)升級(jí)提供了較為廣闊的市場(chǎng)空間。當(dāng)然，要想切實(shí)滿足市場(chǎng)要求，則除了要積極需求產(chǎn)品的更新及優(yōu)化外，尚需加大對(duì)精制硫化堿生產(chǎn)工藝的改進(jìn)力度來確保產(chǎn)品質(zhì)量，繼而在增強(qiáng)產(chǎn)品的附加價(jià)值同時(shí)為硫化堿行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供有力支撐[1]。

1 選擇含量較高的硫化堿

當(dāng)前，我國(guó)市面上的硫化堿產(chǎn)品，其往往有著較大的質(zhì)量差距。至于其含量則往往在35%-63.5%之間。除此之外，在產(chǎn)品包裝方面，塊狀及片裝也通常會(huì)以桶裝和袋裝來進(jìn)行區(qū)分。而就硫化堿本身的品質(zhì)而言，其硫化堿越低也便意味著其中的雜質(zhì)越多。而雜質(zhì)越多，也便意味著除鐵過程所需的具體用量也便越多，進(jìn)而也將對(duì)硫化堿的精制造成一定程度的影響。因此，針對(duì)硫化堿的使用，我們需務(wù)必對(duì)其含量予以嚴(yán)密監(jiān)測(cè)。而通常情況下，所選硫化堿產(chǎn)品的含量不應(yīng)低于60%。至于該如何用肉眼觀察硫化堿的具體含量[2]。通常情況下，金黃色的硫化堿最好，而紅褐色次之、黑色則最差。越是含量高的硫化堿不僅應(yīng)用效果極好，且在用量方面也相對(duì)較為節(jié)約。目前全國(guó)硫酸鋇行業(yè)的副產(chǎn)硫化堿約占硫化堿市場(chǎng)的1/3，副產(chǎn)硫化堿一般含鐵量較低，但是含有硫酸鈉、亞硫酸鈉等雜鹽，不適用印染行業(yè)的使用，可以根據(jù)用途進(jìn)行選擇。

2 溶解硫化堿的方法

溶解硫化堿需切忌使用生水，而是要用蒸餾水或蒸汽。除此之外，對(duì)溶解過程所需之容器亦有相當(dāng)?shù)囊?。然而?dāng)前，不少?gòu)S家在溶解硫化堿時(shí)所用為敞口的不銹鋼槽，而在溶解后則亦手工的方式灌入塑料桶之內(nèi)，如此做的缺點(diǎn)主要有二：一是在敞口的不銹鋼槽內(nèi)采取人工灌入的方式，很容易浪費(fèi)硫化堿溶液。同時(shí)，人工灌入的方式還可能對(duì)操作人員的人身安全帶來威脅。二是未經(jīng)過沉淀便直接加以使用的硫化堿溶液將極易因雜質(zhì)的混入而影響到最終的使用效果。對(duì)此，為確保硫化堿溶液的制取質(zhì)量，我們專門設(shè)計(jì)了一個(gè)立式的硫化堿溶液搜集罐。

3 煅燒工序

硫化堿在生產(chǎn)的過程中，物料在轉(zhuǎn)爐內(nèi)發(fā)生還原反應(yīng)時(shí)所需要的熱量主要是通過燃料煤燃燒來提供。當(dāng)燃料煤經(jīng)過煤庫(kù)的皮帶輸送機(jī)直接被送到雷蒙機(jī)進(jìn)行研磨之后，再使用斗式提升機(jī)將其直接輸送到煤粉倉(cāng)。由皮帶輸送機(jī)輸送到爐頭煤粉斗內(nèi)，再經(jīng)過下端的螺旋機(jī)將其運(yùn)送到風(fēng)管道內(nèi)。這時(shí)便可以使用羅茨鼓風(fēng)機(jī)將其吹入到長(zhǎng)轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行燃燒，當(dāng)來自于儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)的芒硝與焦炭粉進(jìn)入到預(yù)熱器的時(shí)候，再由此轉(zhuǎn)入到轉(zhuǎn)爐的尾部，這樣便能夠與原料形成逆向流動(dòng)的情況。當(dāng)整個(gè)燃燒爐內(nèi)的溫度達(dá)到了1050-1150℃的時(shí)候，芒硝與焦炭粉便會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

所有的物料在轉(zhuǎn)爐內(nèi)經(jīng)過預(yù)熱、熔化、沸騰、成熟制得溶體黑灰，再通過爐頭將其送入到熱熔罐內(nèi)，便可以直接進(jìn)入到化坯洗渣工序，由此進(jìn)入到熱溶的程序中。

4 化坯洗渣工序

通過采取熱溶的方式，將熔融態(tài)黑灰由爐頭直接輸送到熱溶罐內(nèi)，并充分利用攪拌機(jī)，采用沉淀洗泥工序的洗渣水來直接制取濃鹵堿水。其中，當(dāng)溶液中所含有的Na2S的濃度達(dá)到了23%的時(shí)候，便可以使用濃鹵液下泵將其直接打入到沉淀罐內(nèi)，再經(jīng)過上層的清液將其直接輸送到洗泥工序濃鹵儲(chǔ)槽內(nèi)。通常在洗渣時(shí)的用水為稀鹵水，洗渣水可以輸送到熔罐內(nèi)進(jìn)行循環(huán)應(yīng)用。

5 低鐵硫化堿制液工序

因直接投入固體硫化堿的方式將無法讓部分具有不溶性的雜質(zhì)沉底沉淀，繼而對(duì)溶液含量造成影響。而在含量無法精準(zhǔn)測(cè)定的情況下，后續(xù)的具體使用量便無法予以準(zhǔn)確控制。至于傳統(tǒng)的硫化堿溶液除鐵過程則通常是先后經(jīng)歷料液粉末炭脫色、Na2S除鐵、壓濾并在確定料液合格的前提下再進(jìn)行上述工作。當(dāng)然，若料液不合格則會(huì)重復(fù)以上工序，而今，我國(guó)將此過程優(yōu)化為了料液粉末炭脫色、重復(fù)脫色測(cè)小樣合格、一次加入足量的Na2S保證除鐵效果、持續(xù)攪拌10h以上再壓濾。

6 工藝分析

6.1 保證最大經(jīng)濟(jì)效益

綜合運(yùn)用BaS法與鋅法，由其反應(yīng)原理中我們不難看出，因BaS在與Na2CO3、Na2SO3、Na2S2O3及Na2Si2O3的反應(yīng)過程中不僅會(huì)同時(shí)生成可沉淀的鋇鹽及Na2S，且基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還能看出，同體積的硫化堿，發(fā)生反應(yīng)的濃度有明顯提高。這樣無論采取怎樣的工藝，將不會(huì)對(duì)生產(chǎn)的精制率帶來任何的影響，且先加入硫酸鋅再加入BaS，還能起到更好的除鐵效果。

6.2 廢棄物排放量的最小化

沉淀的鋇鹽及吸引鐵離子的ZnS是硫化堿精制工藝各反應(yīng)環(huán)節(jié)僅有的兩大生成物，而兩大生成物最終均是由板框壓濾機(jī)壓濾，如此既能達(dá)到環(huán)保的效果，又方便了后續(xù)對(duì)堿泥中堿的回收。

總之，有關(guān)硫化堿的精制工藝，我國(guó)尚需進(jìn)行反復(fù)的試驗(yàn)并針對(duì)試驗(yàn)結(jié)果予以科學(xué)的數(shù)據(jù)采集及論證分析，最終再投入到后續(xù)的生產(chǎn)之中，以此方能生產(chǎn)出符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，繼而切實(shí)促進(jìn)精制硫化堿生產(chǎn)工藝的不斷完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]張守堂.硫化堿煅燒設(shè)備選擇方法探討[J].鹽科學(xué)與化工，2017，41（5）：8-10.

[2]付麗紅，李嬌，劉東磊.硫化鈉處理對(duì)牛毛結(jié)構(gòu)的影響[C]//2016第十一屆全國(guó)皮革化學(xué)品學(xué)術(shù)交流會(huì)暨中國(guó)皮革協(xié)會(huì)技術(shù)委員會(huì)第21屆年會(huì).