本发明涉及焦化脱硫废液的资源化处理,具体涉及一种利用焦化脱硫废液与氢氧化锂制备硫氰酸锂的方法。
背景技术:
1、全国焦化产量在4亿吨以上,其中70%焦化厂采用hpf湿法脱硫脱氰工艺,因脱硫循环液在脱硫脱氰过程中会有多种副反应而生成硫氰酸盐、硫代硫酸盐、及硫酸盐,当副盐含量过高时会降低脱硫效率,为保证脱硫脱氰效果会有部分脱硫废液外排,每天排放的废液约有1万吨,这些废液的有效处理是保证焦化行业健康发展的必然要求,而废液的资源化利用更是行业的首选。
2、锂离子电池对新能源汽车行业的迅猛发展起到了非常大的促进作用,因此新型锂离子电池的研究也高歌猛进,锂硫电池就是其中之一。根据韩国科学技术院的jinkwanjung等人2023年的研究,硫氰酸根离子可以防止电极钝化,同时与锂金属电极相容,其效果好于br−。因此,采用硫氰酸锂作为电解液添加剂可以解决锂硫电池当前存在的问题,是促进锂硫电池商业化应用的一条有希望的发展路径。
3、当前国内外尚无大规模硫氰酸锂产品供应,市场上的硫氰酸锂主要为小批量试剂级,多为硫氰酸锂水合物,若用作电解液添加剂需要先进行脱水处理。
4、目前也没有有关硫氰酸铵制备硫氰酸锂的文献报道,因此如何充分利用焦化脱硫废液并制备为可用作电解液添加剂的硫氰酸锂是本领域亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本发明提供了一种利用焦化脱硫废液与氢氧化锂制备硫氰酸锂的方法,已解决现有工艺无法大规模生产可用作电解液添加剂的硫氰酸锂的技术问题。
2、为了解决上述技术问题,本发明提供了一种利用焦化脱硫废液与氢氧化锂制备硫氰酸锂的方法,包括如下步骤:步骤s1,在焦化脱硫废液中加入稀硫酸进行酸化,使废液中游离氨转化为硫酸铵,硫代硫酸铵转化为硫酸铵、硫和二氧化硫,二氧化硫用液碱吸收生成亚硫酸钠,得到酸化液;步骤s2,在酸化液中加入氨水中和过量的硫酸,使酸化液ph控制在7-7.5,再过滤分离出酸化液中的单质硫,得到一级滤液;步骤s3,在一级滤液中加入活性炭,搅拌加热保温一段时间,再过滤除去活性炭,得到二级滤液;步骤s4,将二级滤液减压蒸馏浓缩并冷却,离心提取出硫酸铵,得到一级母液;步骤s5,将一级母液搅拌加热,缓慢加入氢氧化锂,待反应生成硫氰酸锂后减压蒸馏、冷却、离心、干燥得到成品硫氰酸锂,离心分离得到二级母液;步骤s6,将二级母液循环套用。
3、进一步的,所述焦化脱硫废液为以hpf湿法脱硫产生的含盐外排液体。
4、进一步的,所述步骤s1中酸化具体为先加入少量稀硫酸中和废液中的氨,ph控制在6.5-7.5,再缓慢加入稀硫酸分解硫代硫酸铵,搅拌0.5-1h,并用液碱吸收酸化过程中排出的二氧化硫;其中所述稀硫酸的浓度不高于50%;所述稀硫酸中的硫酸与硫代硫酸铵的摩尔比为1-1.1:1。
5、进一步的,所述步骤s2中分离得到的单质硫可进入焦化熔硫系统或用于制酸。
6、进一步的,所述步骤s3中活性炭的质量为一级滤液的质量的0.3%-1%。
7、进一步的,所述步骤s4中:浓缩具体为将所述二级滤液的浓度浓缩至50%-75%;降温具体为将所述二级滤液的温度降低至30-60℃。
8、进一步的,所述步骤s5中氢氧化锂与一级母液中硫氰酸铵的摩尔比为0.9-1.1:1。
9、进一步的,所述步骤s5中加入氢氧化锂后的反应温度为70-130℃。
10、进一步的,步骤步骤s5中:蒸馏具体为将所述一级母液蒸馏浓缩至浓度为70%-85%;降温具体为将所述一级母液的温度降低至30-60℃。
11、进一步的,所述步骤s5中成品硫氰酸锂中硫氰酸锂的含量不低于98%。
12、又一方面,本发明还提供了一种硫氰酸锂,采用如前所述的利用焦化脱硫废液与氢氧化锂制备硫氰酸锂的方法得到。
13、本发明的有益效果是,本发明的利用焦化脱硫废液与氢氧化锂制备硫氰酸锂的方法通过分步反应对焦化脱硫废液内含有的硫氰酸盐、硫代硫酸盐及硫酸盐进行了有效提取,同时将氢氧化锂引入反应过程,并生成可用作电解液添加剂的硫氰酸锂,在对焦化脱硫废液进行高价值回收利用的同时,也区别于现有的小批量水合物试剂,提供了工业级回收生产的方法。
14、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书中所特别指出的结构来实现和获得。
15、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,作详细说明如下。
1.一种利用焦化脱硫废液与氢氧化锂制备硫氰酸锂的方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.如权利要求1所述的利用焦化脱硫废液与氢氧化锂制备硫氰酸锂的方法,其特征在于:
3.如权利要求1所述的利用焦化脱硫废液与氢氧化锂制备硫氰酸锂的方法,其特征在于:
4.如权利要求1所述的利用焦化脱硫废液与氢氧化锂制备硫氰酸锂的方法,其特征在于:
5.如权利要求1所述的利用焦化脱硫废液与氢氧化锂制备硫氰酸锂的方法,其特征在于,所述步骤s4中:
6.如权利要求1所述的利用焦化脱硫废液与氢氧化锂制备硫氰酸锂的方法,其特征在于:
7.如权利要求1所述的利用焦化脱硫废液与氢氧化锂制备硫氰酸锂的方法,其特征在于:
8.如权利要求1所述的利用焦化脱硫废液与氢氧化锂制备硫氰酸锂的方法,其特征在于,步骤步骤s5中:
9.如权利要求1所述的利用焦化脱硫废液与氢氧化锂制备硫氰酸锂的方法,其特征在于:
10.一种硫氰酸锂,其特征在于,采用如权利要求1-9任一项所述的利用焦化脱硫废液与氢氧化锂制备硫氰酸锂的方法得到。