一種採用固廢芒硝製備硫酸鈉‑過氧化氫‑氯化鈉加合物的方法與流程

2023-06-11 07:27:26

本發明屬於無機鹽製備
技術領域：
，特別涉及一種採用固廢芒硝製備硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物的方法。
背景技術：
：硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物是一種中性、無毒的固體含氧洗滌助劑，也是一種新型的增氧劑、消毒劑、漂白助劑。分子式為4Na2SO4-2H2O2-NaCl，過氧化氫的質量分數為大於9.2％，活性氧含量為4.6％。由於4Na2SO4-2H2O2-NaCl溶於水後生成的過氧化氫發生分解，放出的原子氧具有漂白、殺菌、去汙和消毒作用，所以具有過氧化氫的性質；同時其溶於水後在水溶液中的pH值為6～8，接近中性，常作為洗滌漂白助劑。傳統的硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物的生產工藝主要有以下兩種：一種是溼式製法，將硫酸鈉、氯化鈉、穩定劑溶解在過氧化氫中，控制當的結晶溫度，經分離乾燥得到產品。另外一種是乾式製法，採用混拌機或者捏合機將硫酸鈉、氯化鈉進行攪拌捏合，同時用過氧化氫對混合物進行噴淋，製得產品。雖然硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物擁有諸多優點，但其用作漂白劑漂白時，存在分解速率過快、無效分解的現象，需要額外添加增效劑或穩定劑減緩其分解速率；同時該產品晶粒細小，在生產、乾燥、儲存和運輸過程中，晶粒會由於晶體作用，彼此結合起來，出現產品結塊的現象。芒硝，NaSO4·10H2O含量≥85％，單斜晶系，通常呈粒狀、塊狀，易溶於水，有吸溼性。目前化纖廠或者膜法除硝的氯鹼廠等都有一個共同的困難，就是生產的副產物芒硝沒有市場，其餘有益的成分都作為廢物拋棄，成為了新的固廢，大量芒硝堆積和運輸過程中很容易造成土壤及地下水汙染等問題。特別是某些副產的芒硝含有纖維素等有益組分,因此如何降低芒硝固廢帶來的環境汙染，變廢為寶，提高利用率，使之成為更高價值的產品，成為了人們關心的問題。技術實現要素：本發明所要解決的技術問題在於：硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物存在粒度分散差、易結塊等缺點，同時用作漂白助劑漂白時，存在分解速率過快、無效分解的現象，需要額外添加增效劑或穩定劑減緩其分解速率，造成成本的增加。本發明採用摻雜有雜質的固廢芒硝代替傳統硫酸鈉作為反應的原料，兩步法製備硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物，用該原料製備出的加合物產品用作漂白助劑時，漂白穩定性較高、有效抑制了加合物產品的無效分解，提高了漂白利用率；同時該產品粒度分布均勻，自主抗結塊效果好，同時解決了目前芒硝固廢環境汙染嚴重、資源利用率低等問題，很好的降低了傳統製法中原料的成本。為了達到上述目的，本發明採用如下技術方案：(1)按硫酸鈉、過氧化氫、氯化鈉三者摩爾比1.2～2.5：2.1～3.5：0.8～1.6，將芒硝、過氧化氫和氯化鈉混合，室溫(25℃)條件下攪拌反應30～60min，反應結束後減壓抽濾，進行固液分離，其中，芒硝、過氧化氫和氯化鈉的混合操作為，將芒硝和氯化鈉加入到過氧化氫水溶液中，其中，芒硝成分按照重量百分數計算，需要控制為：纖維素磺酸酯2％～5％，微晶纖維素2％～3％，三硫代碳酸鈉1％～2％，硫酸氫鈉0.5％～1％，硫磺0.5％～1％，硫酸鋅1％～2％，餘量為NaSO4·10H2O，纖維素磺酸酯、微晶纖維素、硫酸鋅以上述含量存在時，能最大程度提高硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物的流動性，增強其抗結塊性能，主要原因在於纖維素磺酸酯含有酯基，該基團具有疏水性，同時纖維素磺酸酯和微晶纖維素的多糖聚合物結構能吸附於加合物表面形成疏水層，阻礙了加合物與空氣中水分的交換，能有效防止加合物結塊；除此以外，各成分與加合物之間的協同作用，有效抑制了加合物過快的無效分解，減緩其對被漂白物的過激反應，提高其有效、持久的利用率，如果三硫代碳酸鈉含量高於2％，因其極易溶於水而生成水合物，會影響硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物的抗結塊性能，同時硫酸氫鈉具有吸溼性，含量也必須控制在1％以內，其中，過氧化氫水溶液的溶質質量分數為30％，氯化鈉中NaCl的純度≥99.7％；(2)將步驟(1)分離後的固相在80～120℃下烘乾60～90min，得到硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物產品。本發明還提供了一種上述製備方法得到的硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物的應用，即將硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物作為漂白劑。本發明與現有技術相比具有下列優點和效果：(1)本發明提供一種固廢芒硝用作硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物生產原料，製成的成品作為漂白助劑時分解率＜85％，有效利用率高、穩定性較好，經漂白後的純棉織物白度增值≥50％，同時抗結性測試中靜止夾角＜35°，產品流動性較好，自主抗結塊性能優異。(2)本發明將芒硝代替傳統的無水硫酸鈉應用於製備產品，而芒硝為常見工業廢棄物，這樣變廢為寶，實現了芒硝資源的循環利用。(3)本發明充分利用原料物質特點和過程的特殊性，極大地降低了生產成本,適合於大規模工業化使用。具體實施方式實施例1(1)在反應釜中先加入200L質量分數為30％的過氧化氫溶液，攪拌下再依次加入420kg芒硝(芒硝各成分按照重量百分數計算為：纖維素磺酸酯4％、微晶纖維素2％、三硫代碳酸鈉1％、硫酸氫鈉0.5％、硫磺0.8％、硫酸鋅1.5％、餘量為NaSO4·10H2O)、46kg氯化鈉，室溫(25℃)條件下攪拌反應60min，反應結束後減壓抽濾，進行固液分離；(2)將步驟(1)分離後的固相在100℃下烘乾60min，得到硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物產品。實施例2(1)在反應釜中先加入250L質量分數為30％的過氧化氫溶液，攪拌下再依次加入450kg芒硝(芒硝各成分按照重量百分數計算為：纖維素磺酸酯5％，微晶纖維素2％，三硫代碳酸鈉1.2％，硫酸氫鈉0.6％，硫磺1％，硫酸鋅1.2％，餘量為NaSO4·10H2O)、52kg氯化鈉，室溫(25℃)條件下攪拌反應50min，反應結束後減壓抽濾，進行固液分離；(2)將步驟(1)分離後的固相在90℃下烘乾80min，得到硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物產品。實施例3(1)在反應釜中先加入220L質量分數為30％的過氧化氫溶液，攪拌下再依次加入430kg芒硝(芒硝各成分按照重量百分數計算為：纖維素磺酸酯2.5％，微晶纖維素2.5％，三硫代碳酸鈉1％，硫酸氫鈉1％，硫磺0.7％，硫酸鋅1.8％，餘量為NaSO4·10H2O)、50kg氯化鈉，室溫(25℃)條件下攪拌反應60min，反應結束後減壓抽濾，進行固液分離；(2)將步驟(1)分離後的固相在120℃下烘乾60min，得到硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物產品。實施例4(1)在反應釜中先加入300L質量分數為30％的過氧化氫溶液，攪拌下再依次加入630kg芒硝(芒硝各成分按照重量百分數計算為：纖維素磺酸酯3％，微晶纖維素2.6％，三硫代碳酸鈉1.1％，硫酸氫鈉0.5％，硫磺0.5％，硫酸鋅2％，餘量為NaSO4·10H2O)、86kg氯化鈉，室溫(25℃)條件下攪拌反應60min，反應結束後減壓抽濾，進行固液分離；(2)將步驟(1)分離後的固相在120℃下烘乾60min，得到硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物產品。實施例5(1)在反應釜中先加入280L質量分數為30％的過氧化氫溶液，攪拌下再依次加入588kg芒硝(芒硝各成分按照重量百分數計算為：纖維素磺酸酯4％，微晶纖維素2％，三硫代碳酸鈉1.5％，硫酸氫鈉0.7％，硫磺0.6％，硫酸鋅1.5％，餘量為NaSO4·10H2O)、80kg氯化鈉，室溫(25℃)條件下攪拌反應60min，反應結束後減壓抽濾，進行固液分離；(2)將步驟(1)分離後的固相在80℃下烘乾60min，得到硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物產品。實施例6(1)在反應釜中先加入280L質量分數為30％的過氧化氫溶液，攪拌下再依次加入588kg芒硝(芒硝各成分按照重量百分數計算為：纖維素磺酸酯3.5％，微晶纖維素2.3％，三硫代碳酸鈉1.5％，硫酸氫鈉0.5％，硫磺1％，硫酸鋅1.6％，餘量為NaSO4·10H2O)、80kg氯化鈉，室溫(25℃)條件下攪拌反應60min，反應結束後減壓抽濾，進行固液分離；(2)將步驟(1)分離後的固相在100℃下烘乾60min，得到硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物產品。實施例7(1)在反應釜中先加入200L質量分數為30％的過氧化氫溶液，攪拌下再依次加入420kg芒硝(芒硝各成分按照重量百分數計算為：纖維素磺酸酯4％，微晶纖維素3％，三硫代碳酸鈉1.2％，硫酸氫鈉0.9％，硫磺0.6％，硫酸鋅1.5％，餘量為NaSO4·10H2O)、46kg氯化鈉，室溫(25℃)條件下攪拌反應60min，反應結束後減壓抽濾，進行固液分離；(2)將步驟(1)分離後的固相在120℃下烘乾60min，得到硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物產品。實施例8(1)在反應釜中先加入250L質量分數為30％的過氧化氫溶液，攪拌下再依次加入450kg芒硝(芒硝各成分按照重量百分數計算為：纖維素磺酸酯4.5％，微晶纖維素2％，三硫代碳酸鈉1％，硫酸氫鈉0.8％，硫磺0.7％，硫酸鋅1.1％，餘量為NaSO4·10H2O)、52kg氯化鈉，室溫(25℃)條件下攪拌反應50min，反應結束後減壓抽濾，進行固液分離；(2)將步驟(1)分離後的固相在100℃下烘乾60min，得到硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物產品。對比例1相比於實施例4，採用若干種純的原料代替芒硝來製備結合物：(1)在反應釜中先加入300L質量分數為30％的過氧化氫溶液，攪拌下再依次加入568.9kg的NaSO4·10H2O、18.9kg纖維素磺酸酯、16.3kg微晶纖維素、12.6kg硫酸鋅、86kg氯化鈉，室溫(25℃)條件下攪拌反應60min，反應結束後減壓抽濾，進行固液分離；(2)將步驟(1)分離後的固相在120℃下烘乾60min，得到硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物產品。對比例2相比於實施例4，採用若干種純的原料代替芒硝來製備結合物：(1)在反應釜中先加入300L質量分數為30％的過氧化氫溶液，攪拌下再依次加入568.9kg的NaSO4·10H2O、18.9kg纖維素磺酸酯、16.3kg微晶纖維素、86kg氯化鈉，室溫(25℃)條件下攪拌反應60min，反應結束後減壓抽濾，進行固液分離；(2)將步驟(1)分離後的固相在120℃下烘乾60min，得到硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物產品。對比例3相比於實施例4，採用純的NaSO4·10H2O代替芒硝來製備結合物：(1)在反應釜中先加入300L質量分數為30％的過氧化氫溶液，攪拌下再依次加入568.9kg的NaSO4·10H2O和86kg氯化鈉，室溫(25℃)條件下攪拌反應60min，反應結束後減壓抽濾，進行固液分離；(2)將步驟(1)分離後的固相在120℃下烘乾60min，得到硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物產品。對上述各實施例、對比例所得產品的漂白性能進行測試：準確稱取10.000g新製備的硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物試樣置於250mL燒杯中，加100ml水溶解，水浴加熱至90℃；取經退煮的純棉織物10cm×10cm投入上述燒杯中保溫浸漂60min，取出織物、室溫水洗、晾乾，使用WSD-III全自動型白度儀對漂白效果進行測試：將純棉織物折成平整3層，測量一塊織物的3個不同點，折算平均值。比較經各實施例的硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物漂白前後織物的白度，具體結果請見表1(純棉織物漂白前的基準白度設定為40)：W1-純棉織物漂白後的白度，W0-純棉織物漂白前的基準白度。對上述各實施例、對比例所得產品的漂白持續性進行測試：準確稱取10.000g新製備的硫酸鈉-過氧化氫-氯化鈉加合物試樣置於250mL燒杯中，加100ml水溶解，用高錳酸鉀標準滴定溶液滴定至試樣溶液呈粉紅色並在60s內不消失即為終點，所消耗的高錳酸鉀標準滴定溶液的體積記為V0，單位(毫升)；再將相同的試樣溶液水浴加熱至90℃，取經退煮的純棉織物10cm×10cm投入燒杯中保溫浸漂60min，取出織物，用同樣的高錳酸鉀標準滴定溶液滴定漂白後試樣溶液呈粉紅色並在60s內不消失即為終點，此時所消耗的高錳酸鉀標準滴定溶液的體積記為V1，單位(毫升)。計算得到分解率，具體結果請見表1，本發明所製備的加合物漂白後分解率均低於85％，表明本發明相比於使用純的原料所製備產品在同等條件下使用後依然保持有可觀的活性氧含量，可見加合物的無效分解明顯減少，漂白有效利用率高、持續性強、穩定性更好。對上述各實施例、對比例所得產品的抗結塊性能進行測試：採用靜止角度測試法，在溫度25℃、相對溼度50％的環境中，將水分含量≤1％的樣品倒入試驗用漏鬥中並流向漏鬥底部，測量樣品在漏鬥底部形成的圓錐體的高度和底部直徑，計算圓錐體斜線和底部直徑夾角，夾角角度越小，粉末流動性越好，判斷標準為：靜止角度＞45°，流動性差；靜止角度35°～45°流動性中等；靜止角度＜35°流動性好。結果表明產品壓包儲存3～6個月後，靜止夾角均＜35°，產品流動性較好，抗結塊性能優異，具體請見表1。表1實施例白度增值(％)漂白分解率(％)靜止角度(°)150.784.3(壓包存儲3個月後)32250.083.2(壓包存儲4個月後)34351.483.4(壓包存儲5個月後)34450.082.6(壓包存儲6個月後)29550.682.1(壓包存儲3個月後)33651.082.4(壓包存儲4個月後)30750.482.8(壓包存儲5個月後)33851.283.1(壓包存儲6個月後)32對比例150.098.4(壓包存儲6個月後)30對比例250.098.8(壓包存儲6個月後)38對比例350.098.6(壓包存儲6個月後)52當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp