焚烧后副产盐的精制方法与流程

本发明涉及一种盐的精制和电解技术。

背景技术：

不少有机物制备中会有副产盐(氯化钠、硫酸钠、氯化钾、硫酸钾、焦磷酸钠等)，这些盐中含有不少有机质，需要通过焚烧去除一部分有机物，然后进行精制工序，以获得精制盐。而在氯碱工业上一般采用电解熔融精制盐(氯化钠)的办法获得氯气和氢氧化钠，或者通过电解饱和氯化钠水溶液的方法来生产氢气、氯气和氢氧化钠。

电解氯化钠(溶液)反应方程式：2nacl 2h2o＝＝2naoh 2h2↑ 2cl2↑。

阴极反应：2cl-(氯离子)-2e＝cl2↑；阳极反应：2h 2e＝h2↑。

但是简单的副产盐焚烧难以完全去除盐中的有机质，副产盐直接电解又会使得电解电极或者离子膜被有机质污染使得电解难以顺利进行，所以通常还需要在盐精制前或盐的水溶液电解前采用氧化剂如双氧水、次氯酸钠、臭氧等进行化学氧化，去除焚烧未完全除净的有机物，然后通过浓缩、结晶、过滤、干燥等常规处理精制盐，或者电解精制盐的水溶液来获得氯气和氢气等化学工业的基础产物。这样的氧化和后续过程中增加了反应步骤，增加了处理设备投资和反应时间等额外成本。

申请号2015100776820的发明涉及一种化工工业废盐精制装置，其特征在于：包括吸附器、蒸发结晶器、离心机、回转窑、溶解器、过滤器、焚烧炉、冷却塔和排放塔，吸附器经第一蒸发结晶器连接离心机，离心机出料连接回转窑，回转窑出料连接溶解罐，溶解罐经过滤器连接第二蒸发结晶器，第二蒸发结晶器连接离心机，回转窑出气连接焚烧炉，焚烧炉经冷却塔连接排放塔。该发明的设备投资较多，而且对有机物杂质的脱除不够彻底。

申请号2017105910401的发明公开一种电化学氧化法处理污水装置，包括供电装置、至少两个电解池和净化池；其中：电解池包括流动式电解池和固定式电解池，且交替设置；电解池内两侧壁分别设置阳极板和阴极板，电解池内填充粒子电极；供电装置的正极与电解池内的阳极板通过电线连接，供电装置的负极与电解池内的阴极板通过电线连接；电解池之间、电解池与净化池之间均是通过溢流墙连通。该发明涉及电解，但未能提供如何将电解应用于粗盐的精制。

技术实现要素：

发明目的：

提供一种能够提高副产盐的质量，便于盐溶液电解顺利进行，将氧化和电解同时进行的一种焚烧后副产盐的精制方法。

技术方案：

本发明的焚烧后副产盐的精制方法，是在盐的水溶液电解时，在电解装置中增加氧化处理部件和氧化同步处理工序。

普通的氯化钠或氯化钾的水溶液的电解装置中具有阴阳电极，电解产物是在液相中得到氢氧化钠或氢氧化钾溶液，在阴阳电极的两端气相分别得到氢气和氯气。

本发明的电解装置中，设置有离子交换膜，所述的离子交换膜为半透膜，其能够透过水分子、氢离子、氢氧根离子、氯离子、钠离子、次氯酸根离子，不能透过有机物质。

电解时，电解槽中是副产盐(或者精制盐)的水溶液，将此半透膜设置在电解槽的中部，将电解槽中的水溶液分隔为两部分空间，阴阳电极分别设置在电解槽的两个空间。

优选本发明的半透膜为双层半透膜。在双层半透膜的两层之间具有次氯酸或者盐酸的容纳空间，该空间连通次氯酸或盐酸溶液的进入管路。

电解时，阴阳电极通电后，部分氯离子穿过双层半透膜向阴极移动，次氯酸根离子透过单层半透膜向阴极移动；部分氢离子钠离子穿过双层半透膜向阳极移动，部分次氯酸电离的氢离子透过单层半透膜向阳极移动。次氯酸根离子在半透膜的外表面(优选半透膜的两个外表面为油性材质，与有机质亲和，具有疏水性)与有机质接触进行氧化反应，部分氢离子在半透膜的外表面与有机质接触进行还原反应。使得有机质被膜吸附、被氧化或还原降解，减少有机质吸附和迁移到阴阳电极表面，(电极表面还可设置亲水性导电涂层，与氢离子和氯离子具有亲和性或相容性，便于电解，又不易吸附有机质)的表面。

如通入过量的次氯酸，除了对有机质进行氧化还原外，剩余的次氯酸将与电解产物氢氧化钠中和反应，生成次氯酸钠后排出处理，减低溶液碱性，减小对设备的腐蚀。

如通入盐酸，将与电解产物氢氧化钠中和反应，生成次氯化钠，无需排出直接参与电解反应，既减小碱性腐蚀，又作为电解原料提高电解产物的产率。

有益效果：

本发明使得焚烧后副产盐可以直接进行水溶液的电解，减少单独的氧化降解步骤，电解的同时进行氧化反应，节省反应时间和处理设备的额外投资。

电解中的电流或电场使得次氯酸根和氢离子的移动速度加快，半透膜帮助吸附粘附有机质，避免对电极的污染，使得电解反应顺利。

采用次氯酸进行氧化，次氯酸根参与反应生成氯离子、氢离子，避免溶液中进入其它复杂的离子成分，增加了氯气产率。减小了反应溶液后期净化处理的难度。

附图说明

图1是本发明的一种装置的剖面结构示意图；

图中，1-阴极；2-阳极；3-氢气出口；4-电解槽；5-氯化钠水溶液；6-次氯酸钠出口；7-半透膜；8-氯气出口；9-氯化钠补给口；10-次氯酸或盐酸入口。

具体实施方式

如图1所示的焚烧后副产盐的水溶液电解装置，电解装置中部设置有离子交换膜，所述的离子交换膜为双层半透膜，将电解槽中的水溶液分隔为两部分空间，阴阳电极分别设置在电解槽的两个空间。

在双层半透膜的两层之间具有次氯酸的容纳空间，该空间上方连通次氯酸的进入管路，下方联通次氯酸钠出口；双层半透膜能够透过水分子、氢离子、氢氧根离子、氯离子、钠离子、次氯酸根离子，不能透过有机物质。

电解时，阴阳电极通电后，部分氯离子穿过双层半透膜向阴极移动，次氯酸根离子透过单层半透膜向阴极移动；部分氢离子、钠离子穿过双层半透膜向阳极移动，部分次氯酸电离的氢离子透过单层半透膜向阳极移动。次氯酸根离子在半透膜的外表面与有机质接触进行氧化反应，使得有机质被膜吸附、氧化降解。

技术特征：

1.一种焚烧后副产盐的精制方法，其特征在于：是在盐的水溶液电解装置中部设置有离子交换膜，所述的离子交换膜为半透膜，将电解槽中的水溶液分隔为两部分空间，阴阳电极分别设置在电解槽的两个空间。

2.如权利要求1所述的焚烧后副产盐的精制方法，其特征在于：半透膜为双层半透膜，在双层半透膜的两层之间具有次氯酸或者盐酸的容纳空间，该空间连通次氯酸或盐酸溶液的进入管路；双层半透膜能够透过水分子、氢离子、氢氧根离子、氯离子、钠离子、次氯酸根离子，不能透过有机物质。

3.如权利要求1或2所述的焚烧后副产盐的精制方法，其特征在于：半透膜的两个外表面为油性材质，与有机质亲和，疏水；或者，电极表面还设置亲水性导电涂层。

4.如权利要求1所述的焚烧后副产盐的精制方法，其特征在于：通入过量的次氯酸，对有机质进行氧化还原外，剩余的次氯酸与电解产物氢氧化钠中和反应，生成次氯酸钠后排出处理；

或者，通入盐酸，与电解产物氢氧化钠中和反应，又作为电解原料提高电解产物的产率。

技术总结
本发明公开了一种焚烧后副产盐的精制方法，盐的水溶液电解装置的中部，设置有双层半透膜的离子交换膜，将电解槽中的水溶液分隔为两部分空间，阴阳电极分别设置在电解槽的两个空间。在双层半透膜的两层之间具有次氯酸或者盐酸的容纳空间，该空间连通次氯酸或盐酸溶液的进入管路。次氯酸根离子在半透膜的外表面与有机质接触进行氧化反应，使得有机质被被氧化或还原降解。本发明电解的同时进行氧化反应，节省反应时间和处理设备的额外投资。

技术研发人员：张海滨;姜林林
受保护的技术使用者：南通职业大学
技术研发日：2021.01.26
技术公布日：2021.06.15