用硫酸钠制取纯碱的工艺方法 |
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| 申请号 | CN201610424219.3 | 申请日 | 2016-06-14 | 公开(公告)号 | CN106082281A | 公开(公告)日 | 2016-11-09 |
| 申请人 | 史永军; 史秦博苑; | 发明人 | 史永军; 张平安; 杨诺; 史秦博苑; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用 硫酸 钠制取纯 碱 的工艺方法，原 氨 碱法纯碱工艺中，蒸氨后的母液经澄清除渣后，将蒸氨母液 温度 控制在30‑65℃搅拌，根据氯化 钙 的含量，按照1mol 氯化钙 加入1～1.1mol硫酸钠反应生成 氯化钠 和 石膏 (CaSO4·2H2O)沉淀，过滤后母液制得不饱和初级盐 水 ，完成后续的氨碱法生产流程。本发明以硫酸钠为原料，以氯离子和氨为中间媒介，实现资源循环利用，减少 废水 产生的方法，显得十分重要。本发明可以减少纯碱生产过程废弃物的产生，系统可以使用硫酸钠或 芒硝 原矿作为生产原料，减少企业用水量和废水外 排量 ，减少生产固废，提高企业的经济效益。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用硫酸钠制取纯碱的工艺方法，其特征在于：氨碱法纯碱工艺中，蒸氨后的母液经澄清除渣后，蒸氨母液中包含氯化钠40～70g/l,氯化钙90～160g/l,硫酸钙2～8g/l,氢氧化钙1～4g/l,将蒸氨母液温度控制在30-65℃搅拌，根据氯化钙的含量，按照1mol氯化钙加入1～1.1mol硫酸钠反应生成氯化钠和石膏(CaSO4·2H2O)沉淀，过滤后母液制得不饱和初级盐水，初级盐水加氯化钠制得饱和粗盐水，经精制后用于制取吸氨，吸氨后经二氧化碳碳化换热冷却至15～35℃，碳酸氢钠饱和结晶析出，过滤得到的碳酸氢钠经加热煅烧分解制取碳酸钠。碳酸氢钠过滤的母液加热到80～100℃，母液送入加碱除灰罐，加入氢氧化钙乳液，待反应充分后，清液送入蒸氨塔蒸氨，从蒸氨塔底部加入蒸汽，蒸氨产生的氨气收集后，冷却到40～60℃用于饱和盐水吸氨，蒸氨后的母液澄清后加入硫酸钠进行钠化反应，用于制取不饱和粗盐水。 |
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| 说明书全文 | 用硫酸钠制取纯碱的工艺方法技术领域背景技术[0002] 现有的氨碱法纯碱生产工艺，以氯化钠为钠主要原料，其主要工艺过程见图3，而氯化钠和硫酸钠大多属于伴生盐矿，硫酸钠一直无法在现有的氨碱法工艺中得到利用，硫酸钠在制碱企业被作为废物进行处理，同时以氯化钠为生产原料的氨碱法生产过程中，产生了大量的废水、盐流失并造成环境污染。 发明内容[0003] 本发明提供一种用硫酸钠制取纯碱的工艺方法，以硫酸钠为主要原料，大量地减少废水产生量和新水使用量，并提高了原料的利用率。 [0004] 本发明的技术解决方案是：一种用硫酸钠制取纯碱的工艺方法，氨碱法纯碱工艺中，蒸氨母液经澄清除渣后，蒸氨母液中包含氯化钠40～70g/l,氯化钙90～160g/l,硫酸钙2～8g/l,氢氧化钙1～4g/l,将蒸氨母液温度控制在30-65℃搅拌，根据氯化钙的含量，按照 1mol氯化钙加入1～1.1mol硫酸钠反应生成氯化钠和石膏(CaSO4·2H2O)沉淀，过滤后母液制得不饱和初级盐水，初级盐水加氯化钠制得饱和粗盐水，经精制后用于制取吸氨，吸氨后经二氧化碳碳化换热冷却至15～35℃，碳酸氢钠饱和结晶析出，过滤碳酸氢钠经加热煅烧分解制取碳酸钠。碳酸氢钠过滤的母液加热到80～100℃，母液送入加碱除灰罐加入氢氧化钙乳液，反应彻底后，清液送入蒸氨塔蒸氨，蒸氨塔底部通入蒸汽，产生的氨气收集冷却到 40～60℃用于吸盐水氨，蒸氨后的母液澄清后加入硫酸钠进行钠化反应，用于制取不饱和粗盐水。 [0005] 10～30％蒸氨母液处理后达标排放或用于制取氯化钙或浓缩后回用，剩余蒸氨母液澄清后加入硫酸钠进行钠化反应，用于制取不饱和粗盐水。 [0006] 本发明以硫酸钠为原料，在现有设备不需要做大改动的情况下，实现资源循环利用，减少废水产生，显得十分重要。本发明不但解决了硫酸钠资源化的问题，同时减少了废水排放污染的问题，还大大减少了企业的运行成本，提高企业的效益，同时为硫酸钠的深化利用提供一个新的途径。本发明可以减少纯碱生产过程废弃物的产生，系统可以使用硫酸钠或芒硝原矿作为生产原料，减少企业用水量和废水外排量，减少生产固废，提高企业的经济效益。附图说明 [0007] 图1为本发明实施例1工艺流程示意图。 [0008] 图2为本发明钠化反应系统结构示意图。 [0009] 图3为现有的氨碱法纯碱生产工艺流程示意图。 具体实施方式[0010] 一种用硫酸钠制取纯碱的工艺方法，其具体工艺过程是： [0011] 以硫酸钠、石灰石为主原料，氯离子和氨作为工艺过程中的中间媒介，主产品为碳酸钠和石膏。 [0012] 在现有氨碱法生产系统的基础上，增加硫酸钠和氯化钙的钠化反应和石膏过滤分离，实现以硫酸钠为原料生产纯碱的工艺方法。主要的副产物有石膏(CaSO4。2H2O)。 [0013] 钠化反应方程： [0014] Na2SO4+CaCl2+2H2O＝2NaCl+CaSO4.2H2O↓(沉淀) [0015] 吸氨碳化反应方程： [0016] NaCl+NH3+H2O+CO2＝NaHCO3+NH4Cl [0017] 脱氨反应方程： [0018] 2NH4Cl+Ca(OH)2＝2NH3+2H2O+CaCl2 [0019] 氨碱法纯碱工艺中，蒸氨母液澄清除渣后中主要成分见下表： [0020] 单位g/L [0021]名称 NaCl CaCl2 CaSO2 Ca(OH)2 重量g 40-70 90-160 2-8 1-4 [0022] 氨碱法纯碱工艺中，蒸氨母液经澄清除渣后，将蒸氨母液温度控制在30-65℃搅拌，根据氯化钙的含量，按照1mol氯化钙加入1-1.1mol硫酸钠反应生成氯化钠和石膏(CaSO4。2H2O)沉淀，过滤后母液制得不饱和初级盐水，初级盐水加氯化钠制得饱和粗盐水，经精制后用于制取饱和氨盐水，饱和氨盐水后经二氧化碳碳化换热冷却至15-35℃，碳酸氢钠饱和结晶析出，过滤碳酸氢钠经加热煅烧分解制取碳酸钠。碳酸氢钠过滤后的母液加热到80-100℃，母液送入加碱罐，加入氢氧化钙乳液，待反应彻底后，上清液送入蒸氨塔蒸氨，从蒸氨塔底部加入蒸汽，产生的氨气收集冷却到40～60℃用于饱和盐水吸氨，10～30％蒸氨母液处理后达标排放或用于制取氯化钙后浓缩后回用，剩余蒸氨母液澄清后加入硫酸钠进行钠化反应，用于制取不饱和粗盐水。 [0023] 本发明的钠化反应实施过程如下： [0024] 氨碱法纯碱工艺中，蒸氨后的母液经澄清除渣后，母液送钠化反应池1，反应控制在30-65℃，搅拌加入硫酸钠，反应彻底后用泵2送离心机3离心分离，石膏用于制作建筑材料，离心母液流入缓存池4，在经过泵5送溶盐池6制取饱和食盐水，再经过泵7送盐水精制车间，完成后续的氨碱法生产流程。 [0025] 以某碱厂为例，按年产100万吨纯碱，采用硫酸钠经济效益相对氯化钠分析比较。 [0026] 1.年减少新水用量约700万m3，节省6300万元。 [0028] 3.减少工业氯化钠120万吨消耗，消耗芒硝废料190万吨。 [0029] 4.提高盐的利用率20％,节省原料费用6720万元 [0030] 5.产生高纯石膏120万吨，产生经济效益6000万元。 [0031] 合计产生经济效益约合33020万元。 [0032] 因此，该发明有着极大的社会环境效益和经济价值。 |
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