[發明專利]一種利用高鹽廢水制備硫酸鈉的方法

在審

• 申請號: 202310363508.7
• 申請日: 2023-04-07
• 公開（公告）號: CN116495755A
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 楊剛;徐徐;孫朋飛;高麗;王蘇琴
• 申請（專利權）人: 南京工業大學;江蘇力波興水務科技有限公司
• 主分類號: C01D5/16
• 分類號: C01D5/16
• 代理公司: 南京正律知識產權代理事務所(普通合伙) 32744
• 代理人: 崔立青

1.一種利用高鹽廢水制備硫酸鈉的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)對高鹽廢水進行離子特征分析；

(2)確定增量鈉鹽，再將增量鈉鹽計量并添加至高鹽廢水中，形成第一廢水；

(3)對第一廢水進行膜分離，獲得第一濃縮液和第一滲透液；

(4)對第一濃縮液和第一滲透液分別進行膜法再濃縮，獲得第二濃縮液、第二滲透液和膜滲出水；

(5)對第二濃縮液進行結晶及分離，獲得硫酸鈉和第一結晶母液，對第二滲透液進行分步結晶及分離，獲得增量鈉鹽、副產物鹽和第二結晶母液；

(6)將步驟(5)獲取的增量鈉鹽作為步驟(2)的增量鈉鹽，返回至高鹽廢水中，進行混合回用；

(7)將第一結晶母液和第二結晶母液返回高鹽廢水中，進行混合再利用。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，高鹽廢水的pH值為3～12，SS≤45mg/L，TOC≤35mg/L，COD≤35mg/L，SDI≤4；高鹽廢水的離子特征分析包括對其所含離子的種類、價態和濃度分析。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，增量鈉鹽的陰離子和鈉離子均為高鹽廢水中已有的離子，其中增量鈉鹽的陰離子的價態為一價；增量鈉鹽的鈉離子和陰離子在步驟(3)的膜分離過程中，均能透過膜分離裝置中的分離膜。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，第一廢水中鈉離子的摩爾濃度與其它一價陽離子的總摩爾濃度的比為(3～7):1。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，膜分離裝置中的分離膜為荷負電膜或雙極膜。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，膜分離裝置中的分離膜的膜孔孔徑為0.3～10nm，孔隙率為30～75％，耐壓范圍0～8MPa，對SO₄^2-的膜截留率＞92％。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(4)中，對第一濃縮液和第一滲透液分別進行膜法再濃縮時，濃縮倍數為1.1～15倍；所使用的膜法包括膜蒸餾法、反滲透膜法或電滲析膜法；其中膜蒸餾法的膜孔的孔徑為0.5～100nm，孔隙率為35～60％，工作壓力-0.01～-0.1MPa，膜截留率＞95％；反滲透膜法的膜孔的孔徑為0.1～1nm，耐壓范圍0～10MPa，膜脫鹽率＞95％；電滲析膜法的膜含水率30～50％，膜面電阻＜15Ω·cm²，膜交換容量為1.5～5mmol/g，選擇透過率＞85％。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(5)中，對第二濃縮液進行結晶時，采用降溫結晶或冷凍結晶，其結晶起點溫度范圍為40～90℃；對第二滲透液進行分步結晶的方式包括蒸發結晶、降溫結晶或冷凍結晶。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(6)中，對步驟(5)所獲取的增量鈉鹽回用前，需進行計量。

10.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(7)中，第一結晶母液、第二結晶母液與高鹽廢水的質量比為(10～25):(10～30):(50～75)。