碱洗氧化工艺中杂质对硫酸钠结晶粒度的影响

doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2021-0397

摘要/Abstract

摘要：

针对碱洗氧化工艺脱硫废水中硫酸钠的蒸发结晶,设计开发了硫酸钠蒸发结晶放大实验装置,重点研究了废水中碳酸钠、铁离子和亚硫酸钠杂质对硫酸钠蒸发结晶晶体粒度的影响。结果表明：1.0%（质量分数）的碳酸钠对硫酸钠晶体的粒径影响可忽略;铁以沉淀物形式存在时,易引起硫酸钠晶体结块且粒径变小; 铁以溶解形式存在时,对硫酸钠晶体的粒径影响较小;亚硫酸钠的存在易引起硫酸钠晶体的粒径变小,氧化消除溶液中的亚硫酸钠后,结晶得到的硫酸钠晶体粒径变大。工业装置经过改造后,无水Na₂SO₄产品的平均粒径由106.71 μm提高至129.99 μm。

关键词: 杂质, 无水硫酸钠, 蒸发结晶, 晶体粒度

Abstract:

Aiming at the evaporative crystallization of sodium sulfate in the desulfurization wastewater from alkaline washing oxidation process,an experimental device was designed and developed to investigate the influence of the impurities on the evaporative crystallization of sodium sulfate,mainly on the particle size of the sodium sulfate crystal,which include sodium carbonate,ferric ion and sodium sulfite in the wastewater.The results showed that 1.0% mass fraction of sodium carbonate in wastewater had no obvious influence on the particle size of sodium sulfate crystal.When iron existed in the form of precipitate,it was easy to cause sodium sulfate crystals to agglomerate and the particle size becomed smaller.When iron was existed in dissolved form,it had little effect on the particle size of sodium sulfate crystal.The existence of sodium sulfite was easy to reduce the particle size of sodium sulfate crystal.After eliminating sodium sulfite in wastewater by H₂O₂ oxidation,the crystal size of sodium sulfite was increased apparently.After the transformation of the industrial device,the average particle size of the anhydrous Na₂SO₄ product was increased from 106.71 μm to 129.99 μm.

Key words: impurity, anhydrous sodium sulfate, vaporation crystallization, rystal size

中图分类号:

TQ131.12

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图/表 12

表1

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表2

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参考文献 19

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项目			w （Na₂SO₄）/ %	w （水不溶物）/%	w [钙和镁（以Mg计）]/ %	w [氯化物（以Cl 计）]/%	w [铁（Fe）]/%	w （水分）/ %	白度（R457）/ %	pH（50 g/L 水溶液, 25 ℃）	w （Na₂SO₃）/ %	w （Na₂CO₃）/ %
无水Na₂SO₄			86.3	0.08	—	0.03	0.035	0.57	65	8.6	11.5	0.6
指标	Ⅱ类	一等品	≥98.0	≤0.10	≤0.30	≤0.70	≤0.010	≤0.50	82	—
	Ⅱ类	合格品	≥97.0	≤0.20	≤0.40	≤0.90	≤0.040	≤1.0	—	—
	Ⅲ类	一等品	≥95.0	—	≤0.60	≤2.0	—	≤1.5	—	—
	Ⅲ类	合格品	≥92.0	—	—		—	—	—	—

杂质Fe含量/（mg·L^-1）	质量分数/%								平均粒径/ μm
杂质Fe含量/（mg·L^-1）	<75 μm	75~125 μm	125~150 μm	150~212 μm	212~300 μm	300~425 μm	425~600 μm	600~850 μm	平均粒径/ μm
0	2.32	5.98	6.39	13.11	25.11	27.98	19.01	0.10	303.23
11.1,无沉淀	3.78	8.54	7.01	12.76	21.33	29.56	17.02	0.00	291.68
20.0,有沉淀	7.21	11.57	12.05	13.56	18.87	34.43	2.31	0.00	240.34
50.0,有沉淀	8.11	11.72	13.25	12.27	17.89	35.44	1.32	0.00	236.22

杂质Fe含量/ （mg·L^-1）	白度（R457）/%	杂质Fe含量/ （mg·L^-1）	白度（R457）/%
0	90	20.0,有沉淀	74
11.1,无沉淀	82	50.0,有沉淀	68

组成	质量分数/%								平均粒径/ μm
组成	<75 μm	75~125 μm	125~150 μm	150~212 μm	212~300 μm	300~425 μm	425~600 μm	600~850 μm	平均粒径/ μm
Na₂SO₄ 20.0%	2.32	5.98	6.39	13.11	25.11	27.98	19.01	0.10	303.23
Na₂SO₄ 15.0%,Na₂SO₃ 5.0%	11.55	25.34	11.23	8.22	12.86	28.26	2.54	0.00	208.37
Na₂SO₄ 20.0%,Na₂SO₃ 5.0%	10.88	17.95	20.66	9.12	11.65	17.96	11.78	0.00	222.25

组成	晶体组分含量/%
组成	w（Na₂SO₄）	w（Na₂SO₃）
Na₂SO₄ 20%	100.0	0.0
Na₂SO₄ 15%,Na₂SO₃ 5%	76.1	23.9
Na₂SO₄ 20%,Na₂SO₃ 5%	80.3	19.8

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