硫化钠制备及工艺

硫化钠设计专篇

一、性质

1、化学分式Na2S 2、化学分子量 78.04 3、结构组织

纯品的硫化钠为无色结晶粉末，工业品是带不同结晶水的混合物，并含有杂质，其色泽呈粉红色、棕红色、土黄色等，密度、熔点、沸点也因组成不同而异。

硫化钠吸潮性强。易溶于水，微溶于乙醇，不溶于醚。其水溶液呈强碱性反应，触及皮肤和毛发时会造灼伤。故硫化钠俗称硫化碱。在空气中易氧化，遇强酸会产生硫化氢。可与多种重金属盐溶液反应生成难溶于水的金属硫化物沉淀。

二、用途

硫化钠在工业用途中十分广泛，在染料工业中用以制造硫化染料，硫化青、硫化蓝或染料中间体还原剂、媒染剂等。在有色冶金工业中用作矿石的浮选剂。制革工业中生皮的脱毛剂。造纸工业中纸张的蒸煮剂。硫化钠还用于硫化硫酸钠，多硫化钠，硫氢化钠等产品的制造。在电镀中用于氰化镀锌，镀银镉合金电解液中以及回收银。也广泛用于颜料、橡胶等工业中。并在很多日用化工，水处理中使用。

三、生产方法

碳还原法：将硫酸钠溶解用白煤或白煤的替代物还原而得。该工艺成熟，生产设备及操作简单，原料价廉且来源方便。 四、主要制法流程 （附图）

将Na2SO4用自动上料机打入料斗，送入燃烧室内，用煤气进行吹烧，当温度达到884°d时硫酸钠变成液态物质。溶解后的硫酸钠化学物质变得不稳定，SO4很容易被分解。用黄磷煤气中的一氧化碳对原子进行化学置换，其反应如下：

Na2SO4+4CO Na2S+4CO2

当炉内的火焰从兰色的火焰变成红色的火焰时，一氧化碳的置换反应就进入终结，这时的一氧化碳只能作为燃料对炉内进一步升温。当温度升至1100°d时加入少量的白煤，观察炉内，当炉内有黄色烛炪现即为反应终点。其化学反应如下：

Na2SO4+2C Na2S+2CO2

反应好的含Na2S70%左右的黑灰熔体出料，稍经冷却后放入化碱器内，用5-8°Be´碱化液注入化碱器，让NasS大量溶入水中。当水到一定量时浸泡30分钟，即放入洗渣器内。把炉后通过余热加热的水第二次放入化碱器内，每分钟放

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水量不得超过5公升，浸泡30分钟，边搅拌边放入洗渣器内。

当稀卤在洗渣器内沉淀20分钟后，就可反稀卤打入到浓卤器内进行稀浓卤的置换，并在浓卤器内过滤一些渣泥，并在浓卤器内加热后就可以将浓卤打入到浓缩锅内。这时的浓卤浓度可达到35°Be´。

在浓缩锅内通过两种加热方式对浓卤进行加热让其快速蒸发多余水分，并边加热边搅拌。一种方式用炉后余热蒸发充分利用余热，第二种方式用火加热让其充用受热蒸发。当去掉多余水份后当卤水达到56-60%硫化钠时，即可将Na2S用离心泵打入成品桶内，如果注入200kg白铁皮桶内即得到了硫化桶碱。如果注入制片机内就得到25kg包装的硫化片碱。 五、主要设备

1、平式气化沸腾炉 N360×1200 3台 2、化碱器 N230×100 3套 3、洗渣器3套 N230×100 4、浓卤器 ∠150×180 3套 5、浓缩锅3套 N220×450 6、制片桶 ∠1800×140 3涛 7、制片机 D320 3台 六、辅助设备

1、水冷式助渣板阀 2台 2、循环水助冷装置 3套 3、煤气助燃装置 3套 4、煤气自动控制装置 3套 5、出料车 3台 6、上料装置 6套

7、卤水专用运输泵阀 3套 8、制片机水冷自动装置 3台

由于Na2S的很多装置和设备需一定的抗腐性，具有易换易购性。我们通常选用钢板，有一些材料如制片机采用不锈钢，刀片选用聚四氟乙烯，炉内选用高铝质耐火材料等。 七、三废治理

用煤作为燃料来制造硫化钠，被称做化工生产上的污染大户。三废治理工作量非常大。而我公司采用煤气来作为燃料，就大量的减少了污染。现就我公司所使用的煤气进行分析。

1、煤气来源：川投化学工业公司黄磷尾气

2、煤气成分：CO NH4 H2 SO2 P 共五种成分 1CO 70% ○2NH4 21% ○3H2 8% 3、所占比例：○

4SO2 0.7% ○5P 0.1% ○6其它0.2% ○

4、热值：2800大卡

一氧化碳、甲烷、氢气、作为燃料使用，二氧化硫作为原料使用，磷可进入产品提高硫化钠的纯净度。我公司在生产过程中因使用的是攀钢新钒股份有限公司攀虹集团所生产五氧化二矾所产生的副产品硫酸钠。现就硫酸钠进行分析。

硫酸钠，又名芒硝

化学分子式：Na2SO4·10H2O 分子量：322.19

性质·无色单斜晶体，有苦咸味。100℃时失去结晶水。在空气中迅速风化而变为白色粉末无水物，溶于水、甘油，不溶于乙醇。水中溶液呈中性PH6~7.5

成份：Na2SO4 70% H2O 28% 铬化合物 0.2%

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钒化合物 0.01%

杂质（硅化合物为主）1.79%

我公司在生产过程中将排出Na2SO4·10H2O中的水份，将重金属煅烧后化合进入产品，而钒则沉入炉料中以保护煅烧炉的使用寿命。

终上所述在我公司生产过程中所使用的原料为1、黄磷煤气；2、Na2SO4·H2O；3、白煤。在生产过程中所排放的气体为1、水蒸气；2、CO2；3、SO2。所排放的废渣为：硫化碱渣。

治理方式为：1、将硫化钠生产后的碱渣进行堆放氧化，一个月后将碱渣送入化渣器加热至80~100℃进行溶解。把溶解后的卤水打入“湿式除尘器”内吸收SO2，吸收5小时后将卤水打入蒸发锅内，蒸发至58-62%时放至冷却槽。边冷却边搅拌，在47℃左右加入晶种，经18-20h后就在结晶大量析出，即可分离，筛选后即得到了“硫化硫酸钠”。其反应化学方式如下：

Na2S+SO2 Na2SO3

分离出的水又可做硫化钠的浸泡液使用

2、将NaOH母液配成含NaOH3%的溶液通过加压成雾状，喷入湿式除尘器，吸收SO2，吸收72小时后将水用于浸泡硫化钠或蒸发到70%制成NaOH粗片出售。其反应化学方式如下：

NaOH+SO2 Na2SO3+NaOH 八、主要三废治理设备

1、湿式除尘器 D130×2180 2、烟道 3、堆渣槽

4、蒸发锅 D4500 5、离心机 S2800 6、泄漏水回收池 7、循环卤水池

8、循环水泵（高压） 九、主要技术指标

消耗定额t/t

硫酸钠 1.729

煤气 800~1000立方 固定碳 0.05 十、产量质量 指标项目 指标 标准 硫化钠（Na2S）含量 ≥ 60% % 亚硫酸钠（Na2SO3） ≤ 2% 2% 硫化硫酸钠（Na2SO3）≤ 2% 2% 铁（Fe） ≤ 0．04% 0．04% 碳酸钠（Na2CO3） ≤ 3．00% 5．0% 水不溶物 ≤ 0．5% 0．2% 物理化学数据 浓度% 浓度% 浓度% D D D （质量） （质量） （质量） 1 1.00982 6 1.0672 12 1.1390

3

2 4

溶解度 1.0121 1.0440 8 10 1.0910 1.1150 16 18 1.1880 1.2140 溶液中 固相 Na2S% -9.5℃（低共熔点） 7.5 Na2S·9H2O 0 8.8 Na2S·9H2O 10 10.8 Na2S·9H2O 20 13.6 Na2S·9H2O 30 17.0 Na2S·9H2O 40 21.0 Na2S·9H2O 50（转变点） 28.0 Na2S·9H2O+Na2S·5 1/2H2O 70 32.5 Na2S·5 1/2H2O 90 39.5 Na2S·5 1/2H2O 97.5（融点） 45 Na2S·5 1/2H2O 90 52.5 Na2S·5 1/2H2O+ Na2S·H2O 86（低共融点） .5 Na2S·H2O 90 57.8 Na2S·H2O 95 60.1 Na2S·H2O 硫化钠水溶液PH值与氧化关系15℃Na2S浓度~3.9g/L 水的PH值 7 5 3 Na2S氧化% 41.5 53.7 77.5 硫在硫化钠熔液中之溶解度 25℃ Na2S，质量% 0.86 1.38 1.97 1.98 3.19 3.51 4.17 7.42 S，质量% 1.33 2.11 3.03 3.05 4.98 5.45 6.45 11.48 50℃ Na2S，质量% 0.63 0.71 1.56 2. 4.17 6.00 6.41 S，质量%（斜方结晶） 1.15 1.30 2.70 4.39 6.55 8.94 9.47 十一、安全措施 1、安装隔离设施，安装防护栏。专人管理。

2、煤气用专用阀门，并派专人学习培训后上岗管理。

3、设置安全生产管理办公室，设置专取安全管理人员一名，负责全厂的安全生

产管理工作。 4、建立巡检制度。

5、对硫化钠（乙类危化品）接触后用清水冲冼的习惯规定。

6、气体泄漏的应急预案：关闭总阀，清空作业面人员，通风处理。对吸入气体人员通风并送至安全区。

7、煤气有安全警示设备，专用防泄感应设施一套，气管有止回阀，防爆阀。 8、硫化钠属非易燃品，但我厂备有专用清水池300立方，可防火用。 9、有安全警示牌悬挂。

温度℃

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十二、安全设施

1、防泄探头（煤气泄漏感应装置） 2、止回阀R1.5 3、防爆阀R350

4、安全帽，工作服，防护口罩，专用手套。 5、急救药品，器材 6、专用水池300立方 7、防护栏200米

8、电子控气阀（安装在进气口）

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