无水硫化钠晶体

背景

硫化钠溶液冷却可析出晶体，不同浓度、温度下所含结晶水的数目不同，一般有Na2S·2H2O、Na2S·5.5H2O、Na2S·9H2O和Na2S·OH2O，在实验室内，上述晶体均较易制得，但在工业上，较纯净的Na2S·5.5H2O和Na2S·OH2O由于受到工艺条件的限制存在一定困难。

本发明的目的是提供一种工业制取Na2S·5.5H2O和无水硫化钠晶体的方法。

本发明的目的是这样实现的：将助剂加入煤粉还原硫酸钠制得的硫化钠溶液中，经过滤除去部分杂质，除杂后的硫化钠溶液浓度控制在30-50wt.％，优选35-37wt.％，在搅伴下冷却结晶，温度一般由初始＞90℃降至不低于50-55℃，最终母液浓度不低于28.5Wt.％，晶体颗粒控制在1-3mm为宜。用离心机将母液与晶体分离，筛分。

按此方式，所得Na2S·5.5H2O中Na2S含量大于44wt.％。

无水硫化钠晶体一般由Na2S·9H2O和Na2S·5.5H2O干燥脱水较为理想，优选Na2S·5.5H2O，干燥脱水的方式可为常压和真空条件下进行，但关键要解决好防止硫化钠氧化的问题。本发明提供了常压下利用加热非氧化性气体干燥含水硫化钠晶体制取无水硫化钠晶体的方法，其特征是将含水硫化钠晶体Na2S·5.5H2O送入一装置，往此装置中通入加热的与硫化钠无化学反应的气体，控制气体的温度由初始的20℃连续升高至≥200℃，加热过程保持晶体不可溶化、粘结，同时控制气体压力≥0.5kpa，使气体从物料底部进入通过物料对物料进行加热，同时将干燥脱去的水份带走。

就本发明而言，加热装置主要使用硫化床干燥器，也可利用盘式干燥器。

加热气体与硫化钠无化学反应，优选氮气或氮氢混合气，上述气体于氮肥厂较易得到，并可重复使用。

与真空下干燥含水硫水硫化钠晶体制备无水硫化钠晶体相比，本发明可以明显降低干燥时间，干燥过程可以间歇进行，但优选连续进行。

按此方式所得无水硫化钠晶体，Na2S含量至少为94wt.％。水份≤0.5wt.％，如果Na2S·5.5H2O中所含各种杂质成份≤1wt.％，所得干燥产物Na2S含量至少98wt.％。

制备方法

将精制的硫化钠溶液：浓度36wt.％初始温度95℃，在搅伴下降温，控制降温速度使晶粒长为1mm粒径，最终温度大于55℃，最终母液浓度≥28.5wt.％，用离心机将母液与晶体分离，即得到Na2S含量大于44wt.％的Na2S·5.5H2O晶体。

将粒径约1mm的Na2S·5.5H2O晶体送入硫化床干燥器，通入加热的氮氢混合气，气体压力≥0.5kpa，温度由初始的约20℃持续升温至最终≥200℃，期间控制升温速度，保持晶体不溶化、不粘结。使水份干燥完毕后，降温到物料温度小于30℃，包装，即得含量大于94wt.％、水份小于0.5wt.％的无水硫化钠晶体。