無水亞硫酸鈉為無色至白色六方晶系結(jié)晶或粉末,有強(qiáng)還原性,屬于無機(jī)鹽工業(yè)中較成熟的無機(jī)化工產(chǎn)品,在眾多行業(yè)中被廣泛應(yīng)用。亞硫酸鈉生產(chǎn)工藝流程雖有多種,但其基本工序大同小異,均含有(SO?)吸收、亞硫酸氫鈉中和無水亞硫酸鈉結(jié)晶的制備等工序。本文將介紹幾種工藝以及它們的特點(diǎn)。
傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝
無水亞硫酸鈉傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝是以單質(zhì)硫為原料產(chǎn)生SO?,SO?再與純堿(Na2CO3) 和燒堿(NaOH) 反應(yīng)生成亞硫酸鈉和亞硫酸氫鈉,然后經(jīng)中和、濃縮干燥而制得成品。生產(chǎn)過程所涉及的化學(xué)反應(yīng)如下:
S+O?=SO?
3SO?+2Na?CO3+H?O=Na?SO3+2NaHSO3+2CO?
NaHSO3+NaOH=Na?SO3+H?O
傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的亞硫酸鈉產(chǎn)品質(zhì)量較好,技術(shù)成熟,原料不受限制,但所需原料硫和純堿的價格較高,生產(chǎn)成本較高,且有大量廢氣(CO2)產(chǎn)生。
我國天然堿資源豐富,而以含有鹽、硝及水不溶物等雜質(zhì)的天然堿(日曬堿)為原料,將硫磺粉燃燒產(chǎn)生SO?,采用碳酸鈉-碳酸氫鈉吸收SO?法直接制取工業(yè)無水亞硫酸鈉,產(chǎn)品符合國家標(biāo)準(zhǔn),而且具有原料成本低,工藝先進(jìn),經(jīng)濟(jì)效益顯著的特點(diǎn),為天然堿的綜合利用及深加工開辟了一條新途徑。
以含SO?工業(yè)尾氣為原料
大型火電廠、有色金屬冶煉廠和工業(yè)鍋爐等都產(chǎn)生大量含SO?的工業(yè)尾氣。這些工業(yè)尾氣中SO?的含量最低可至幾百ppm, 最高可達(dá)10%(體積分率) , 而SO?含量大于1.5%的工業(yè)尾氣可生產(chǎn)工業(yè)硫酸。但就目前的技術(shù)及裝備水平來看,一方面硫酸生產(chǎn)對煙氣中的SO?含量和排放規(guī)模有一定的要求,另一方面產(chǎn)品硫酸受到貯存、運(yùn)輸及市場等因素的制約,而如何進(jìn)一步利用含SO?工業(yè)尾氣煙氣開發(fā)新產(chǎn)品,對于治理環(huán)境、減少硫資源流失具有重要意義。利用冶煉生產(chǎn)產(chǎn)生的SO?煙氣,采用液堿法生產(chǎn)工藝建立了一套年產(chǎn)2萬t的亞硫酸鈉生產(chǎn)線,技術(shù)水平先進(jìn),產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。用SO?工業(yè)尾氣生產(chǎn)亞硫酸鈉,不僅可解決含SO?工業(yè)尾氣對環(huán)境的污染,還可降低亞硫酸鈉生產(chǎn)成本。
其他生產(chǎn)方法
利用氫氧化鈉溶液吸收糖精鈉生產(chǎn)過程中逸出的SO?,生成亞硫酸鈉,吸收液經(jīng)除鐵、沉降、脫色、過濾、濃縮、離心分離、烘干等工序,得到無水亞硫酸鈉,含量可達(dá)96%以上。
以焦亞硫酸鈉為原料生產(chǎn)亞硫酸鈉,將焦亞硫酸鈉與水作用水解生成NaHSO3,再用氫氧化鈉固體中和, 脫水干燥制得產(chǎn)品。該方法不但縮短了工藝流程,減少所用設(shè)備量,而且在生產(chǎn)過程中大大減少了“三廢”的產(chǎn)生。以該方法生產(chǎn)的無水亞硫酸鈉產(chǎn)品的各項質(zhì)量指標(biāo)都能達(dá)到并且超過國家標(biāo)準(zhǔn)中的優(yōu)等品要求。