用于生产酸氢钠的方法

申请号 CN201210585676.2 申请日 2012-12-20 公开(公告)号 CN103172089A 公开(公告)日 2013-06-26
申请人 索尔维公司; 发明人 H·沃尔拉玟斯; K·艾伦; T-D·乔; A·范登多伦;
摘要 一种用于从含 碳 酸钠的流(A)中生产 碳酸氢钠 的方法,该含碳酸钠的流(A)包含碳酸钠以及至少一种浓度为Ci(A)的由 碱 金属 水 溶性盐组成的杂质,该方法包含以下步骤:a)将含碳酸钠的流(A)与流(B)的至少一部分混合以产生流(C);b)使用包含CO2的气体(D)来碳酸氢盐化该流(C),以产生水性悬浮液(E),该水性悬浮液(E)包含晶体(F),这些晶体(F)包含碳酸氢钠晶体;c)分离该水性悬浮液(E),以一方面得到包含碳酸氢钠晶体的晶体(F),并且另一方面得到水性母液(G);d)将水性母液(G)的至少一部分部分地 脱碳 酸氢盐,并且移除母液(G)的至少一部分中的部分水,得到具有浓度为Cf(B)的碱金属 水溶性 盐的至少一种杂质的流(B)以及可选气体(H);e)将流(B)的至少一部分循环至步骤a),使得碱金属水溶性盐的至少一种杂质的浓度之比Cf(B)/Ci(A)为至少1.4,有利地至少2,更有利地至少4,且还更有利地为7;以及f)移除该流(B)的剩余物(I)或者该母液(G)的剩余物(J)以进行进一步处理。
权利要求

1.一种用于从含酸钠的流(A)中生产碳酸氢钠的方法,该含碳酸钠的流(A)包含碳酸钠以及至少一种浓度为Ci(A)的由金属溶性盐组成的杂质,该方法包含以下步骤:
a)将该含碳酸钠的流(A)与流(B)的至少一部分混合以产生流(C),
b)使用包含CO2的气体(D)来碳酸氢盐化该流(C),用以产生水性悬浮液(E),该水性悬浮液(E)包含晶体(F),所述晶体(F)包含碳酸氢钠晶体,
c)分离该水性悬浮液(E),用以一方面得到包含碳酸氢钠晶体的晶体(F),并且另一方面得到水性母液(G),
d)将该水性母液(G)的至少一部分部分地脱碳酸氢盐,并且移除该母液(G)的所述至少一部分中的部分水,得到具有浓度为Cf(B)的碱金属水溶性盐的至少一种杂质的流(B)以及任选的气体(H),
e)将所述流(B)的至少一部分循环至所述步骤a),使得所述碱金属水溶性盐的至少一种杂质的浓度之比Cf(B)/Ci(A)为至少1.4,有利地至少为2,更有利地至少为4,且还更有利地为7,以及
f)移除该流(B)的剩余物(I)或者该母液(G)的剩余物(J)以进行进一步处理。
2.如权利要求1所述的方法,其中由碱金属水溶性盐组成的至少一种杂质为无机水溶性盐,其选自氟化钠、氯化钠、溴化钠、碘化钠、氯化、亚硫酸钠、硫酸钠、硫酸钾、硒酸钠、亚硝酸钠、硝酸钠、次氯酸钠、亚氯酸钠、磷酸钠、酸钠、酸钠、酸钠、酸钠、酸钠及其组合。
3.如权利要求2所述的方法,其中该碱金属水溶性盐为钠或钾的水溶性盐,有利地为钠的水溶性盐。
4.如上述权利要求中任一项所述的方法,其中该流(A)还包含至少一种其它杂质,该其它杂质选自铝(Al)、(Ag)、砷(As)、铋(Bi)、镉(Cd)、钴(Co)、铬(Cr)、(Cu)、(Fe)、汞(Hg)、钼(Mo)、锰(Mn)、镍(Ni)、铅(Pb)、锑(Sb)、(Sn)钛(Ti)、铊(Tl)、锌(Zn)、钒(V)及其组合的部分水溶性盐。
5.如上述权利要求中任一项所述的方法,其中由碱金属水溶性盐组成的至少一种杂质之一为有机碱金属水溶性盐。
6.如上述权利要求中任一项所述的方法,其中由碱金属水溶性盐组成的至少一种杂质之一为氯化钠(NaCl)。
7.如权利要求6所述的方法,其中所述氯化钠(NaCl)的浓度Cf(B)为至少130g/kg。
8.如上述权利要求中任一项所述的方法,其中由所述碱金属水溶性盐组成的至少一种杂质之一为硫酸钠Na2SO4。
9.如权利要求8所述的方法,其中所述硫酸钠(Na2SO4)的浓度Cf(B)为至少20g/kg,有利地为至少40g/kg,更有利地为至少80g/kg,优选地为至少120g/kg。
10.如上述权利要求中任一项所述的方法,其中将所述流(A)从碳酸钠结晶器中移出,该碳酸钠结晶器选自由无水碳酸钠结晶器、一水合碳酸钠结晶器、七水合碳酸钠结晶器、十水合碳酸钠结晶器、倍半碳酸钠结晶器、碳酸氢钠石结晶器及其组合组成的组;有利地,所述碳酸钠结晶器为一水合碳酸钠结晶器。
11.如权利要求10所述的方法,其中所述碳酸钠结晶器供应有包含碳酸钠以及浓度为C0的由碱金属水溶性盐组成的至少一种杂质的碳酸钠溶液,并且所述至少一种杂质的浓度之比Cf(B)/C0为至少14,有利地为至少30,更有利地为至少60,且还更有利地为至少120。
12.如上述权利要求中任一项所述的方法,其中所述流(A)中的该碳酸钠的部分或全部源自通过机械开采或溶液开采而回收的天然碱。
13.如上述权利要求中任一项所述的方法,其中所述流(A)的部分或全部源自包含碳酸钠的尾矿池固体。
14.如上述权利要求中任一项所述的方法,其中所述流(A)为包含碳酸钠的水溶液,有利地所述流(A)为来自一水合碳酸钠结晶器的清洗液。
15.如上述权利要求中任一项所述的方法,其中在所述步骤d)中,该任选气体(H)为包含以干气体表示的至少为20体积%、有利地为30体积%、更有利地为40体积%、还更有利地为80体积%的CO2的气体。
16.如上述权利要求中任一项所述的方法,其中在至少20℃、有利地为至少38℃、更有利地为至少55℃、且还更有利地为至少70℃的温度下进行所述步骤b)。
17.如上述权利要求中任一项所述的方法,其进一步包含:
g)任选地洗涤这些包含碳酸氢钠晶体的晶体(F),以产生任选地洗涤后的包含碳酸氢钠的晶体,
(h)干燥这些包含碳酸氢钠晶体的晶体(F)或这些包含碳酸氢钠的任选地洗涤后的晶体。
18.如上述权利要求中任一项所述的方法,其进一步包含:
g)任选地洗涤这些包含碳酸氢钠晶体的晶体(F),以产生包含碳酸氢钠的任选地洗涤后的晶体,
i)将这些包含碳酸氢钠晶体的晶体(F)或者这些包含碳酸氢钠的任选地洗涤后的晶体煅烧为包含碳酸钠的煅烧后的晶体。
19.如上述权利要求中任一项所述的方法,其进一步包含:
n)处理掉溶液开采腔或采空腔或深井注入中的该流(B)的剩余物(I)或该母液(G)的部分(J)或该液体(K)的部分(L),或者
o)循环溶液开采腔或采空腔中的所述流(B)的剩余物(I)或所述母液(G)的部分(J)或所述液体(K)的部分(L),并且从溶液开采腔或者从采空腔中回收碳酸钠水溶液,其中所回收的碳酸钠水溶液包含氯化钠和/或硫酸钠,其所述氯化钠和/或硫酸钠的浓度小于所述剩余物(I)或所述部分(J)或所述部分(L)中的氯化钠和/或硫酸钠的浓度。
20.一种碳酸钠和碳酸氢钠晶体的联合生产方法,该方法包含:在第一步骤中,将包含碳酸钠及由碱金属水溶性盐组成的至少一种杂质的碳酸钠溶液引入至碳酸钠结晶器中,从而产生包含碳酸钠晶体的第一种水性悬浮液,将该第一种水性悬浮液分离,以一方面得到增值的包含碳酸钠的晶体,以及另一方面得到母液,将部分母液移出该碳酸钠结晶器以构成所述含碳酸钠的流(A),根据上述权利要求中任一项所述的生产碳酸氢钠的方法进一步处理所述流(A)。

说明书全文

用于生产酸氢钠的方法

技术领域

[0001] 本申请要求于2011年12月20日提交的美国临时申请号61/578162的优先权,为所有目的将该申请的全部内容通过引用结合在此。
[0002] 本发明涉及一种用于从含碳酸钠的流中生产碳酸氢钠的方法,该含碳酸钠的流包含碳酸钠以及至少一种由金属溶性盐组成的杂质,同时该方法可减小生产碳酸氢钠所需的最终清洗量,并且还降低了与清洗有关的钠碱的损失。

背景技术

[0003] 碳酸氢钠(NaHCO3)为一种具有广泛应用的柔和碱性化合物,应用包括用于人类食品、动物饲料烟道气处理及化学工业。2008年碳酸氢钠的全球产量约计280万吨。其大部分产品源自天然及合成碳酸钠(Na2CO3)。碳酸氢钠产品主要通过碳酸钠水溶液与气体CO2的碳酸盐化作用制成。该碳酸钠水溶液可来自于溶于水中的纯碳酸钠,或者来自于自苏威(Solvay)法的粗碳酸氢钠的部分脱碳酸盐化的浆液,或者来自于从碳酸钠结晶器获得的碳酸钠溶液,其中该碳酸钠结晶器供应有源于天然碱或苏打石矿石的溶液。
[0004] 当碳酸氢钠由固体精制碳酸钠制成时,碳酸钠杂质如碱金属水溶性盐的含量非常低,从而自该碳酸氢钠方法可有效地提取那些杂质,得到最终生产的碳酸氢钠。因此,在对应的碳酸氢钠方法中,不需要对那些杂质的特定清洗。
[0005] 然而,当碳酸氢钠由合成苏打灰(苏威或衍生的侯氏制碱法)或者天然苏打灰(天然碱或苏打石相关方法)的碳酸钠流制成时,这些碳酸钠流包含高水平的可溶性杂质,从而在该碳酸氢钠方法中,需要清洗以控制杂质的水平。在对应的碳酸钠方法中,该清洗液通常较多且被返回或者被送至大容量沉积池,如US7507388或者US2009/0291038或者US2011/112298中所述的方法。
[0006] 除了碳酸氢钠以外,碳酸钠,也称为苏打灰,为一种大量的碱类商品,2008年全世界总产量为4800万吨,碳酸钠主要用于玻璃、化学制品、洗涤剂工业以及碳酸氢钠生产工业。碳酸钠生产的主要方法为苏威合成法、源自苏威法的氯化铵法(侯氏制碱法)以及基于天然碱的方法。
[0007] 天然碱矿石是包含约99%的倍半碳酸钠(Na2CO3.NaHCO3.2H2O)的一种矿物。通过传统地下开采技术,通过溶液开采或湖水处理,从绿河(怀俄明州)、土其、中国及肯尼亚的天然碱矿石矿床得到基于天然碱的苏打灰。来自怀俄明州的基于天然碱的碳酸钠包括了整个美国苏打灰产量的大约90%。
[0008] 对在绿河开采的天然碱矿石的典型分析如下:
[0009] 表1
[0010]
[0011] 天然碱矿床包含多种高度可溶性杂质,如碱金属卤化物(氯化钠、氯化、氟化钠,......)、碱金属硫酸盐(硫酸钠、硫酸钾,......)、碱金属硝酸盐(硝酸钠、硝酸钾,......)、碱金属酸盐、碱金属磷酸盐等。根据矿床的地理位置,这些高度可溶性杂质比例不同。特别地,根据地理位置,氯化钠和硫酸钠可占天然碱的百分之几或百分之几十。
[0012] 天然碱矿床还包括微溶性矿物或有机杂质。微溶性矿物的实例为:碱金属和碱土金属酸盐,酸盐,酸盐,酸盐,金属化合物及盐。有机杂质来自于有机沉积物,其中该有机沉积物在矿床的形成期间被捕获并在地质老化期间往往形成页岩。在矿井内处理天然碱期间或表面操作时,还可部分产生矿物的及有机的可溶性杂质。特别地,热处理煅烧通常放大了部分可溶性杂质的量,如硅酸钠,以及通过热皂化的有机化合物的钠盐。
[0013] 天然碱中或天然碱矿床附近发现的其它“不溶”或极微溶于水的矿物杂质通常为不同矿物的混合物,最常见的为方解石、白石、水碱、沸石、长石粘土矿物、硅酸/硅酸铝以及硫酸钙。
[0014] 在本领域中,已知两种主要技术用于从天然碱矿石矿床中回收天然碱矿石。第一种技术为机械开采,也称为传统开采,如房柱式开采(room and pillar panel operation)或长壁开采。第二种技术为溶液开采回收,其中使用水溶解天然碱并回收为溶液。
[0015] 在从包含其它盐和杂质的天然碱矿石中回收碳酸钠的各种方式中,最广泛应用的是所谓的“一水碱法”。在该方法中,将开采的天然碱矿石粉碎,然后将粉碎的天然碱矿石煅烧成粗碳酸钠,接着使用水沥滤,将生成的水溶液纯化并且供至结晶器中,在该结晶器中,纯的一水合碳酸钠晶体结晶。将这些一水合物晶体从其母液中分离出并且随后干燥成无水碳酸钠。大多数母液被循环至结晶器中。然而,天然碱矿石中包含的可溶性杂质倾向于在结晶器中积聚。为了避免杂质的堆积,必须将母液清洗。该清洗液通常被送至蒸发池(也称为尾矿池)中,其中对于工业一水合物工厂来说该清洗液数量重大。因此,该清洗液中包含的大量的碱被遗失。此外,大量清洗液储存在蒸发池中引起了环境问题,原因是新的区域用于储存的利用率不足。
[0016] 从天然碱矿石中生产碳酸钠的变体为,特别是使用溶液开采时:
[0017] 在水蒸发之后,精制倍半碳酸钠结晶,然后将倍半碳酸钠煅烧成苏打灰;
[0018] 或者替代性地热分解(使用蒸汽)或化学煅烧(使用苛性苏打)所溶解的碳酸氢钠,以将其转化为溶解的碳酸钠,接着蒸发水,用以结晶纯的一水合碳酸钠。
[0019] 在这些变体中,天然碱矿石中包含的可溶性杂质还倾向于在倍半或一水合物结晶器内积聚。为了避免杂质的堆积,还必须将母液清洗,这增加了与一水碱法相同的蒸发池中的环境问题。
[0020] 已提出几种替代技术方案以减小苏打灰工厂的清洗液量。
[0021] US2003/0143149公开了一种用于利用十水合碳酸钠结晶器从碳酸钠流如清洗液及废物流中回收基于钠的化学品的方法,其中,回收纯化的十水合物并将其循环至一水合物结晶器,去除富含如硫酸钠等杂质的清洗液。但是该方法的清洗液减少系数受限,因为当达到高浓度杂质时,碳酸钠及硫酸钠形成十水合混合盐。且如果大量硫酸钠被循环回一水合碳酸盐结晶器,可产生碳酸钠矾晶体(Na2CO3.2Na2SO4),从而对一水合碳酸钠质量不利。
[0022] US2004/0057892公开了一种碳酸钠和碳酸氢钠的生产方法,根据该方法,将来自一水合碳酸钠结晶器的清洗液引至十水合碳酸钠结晶器中,并且将所纯化的十水合物晶体转化为碳酸氢钠。已经观察到,当该清洗液(取决于该天然碱原料)包含高水平的杂质时,这种方法无效。该清洗液中高水平的氯化钠阻止了十水合物的平稳结晶。
[0023] US2926995公开了一种从碳酸钠溶液中生产碳酸氢钠晶体的方法,其中该碳酸钠溶液包含来自于苛性苏打-氯电解池的氯化钠。
[0024] US7507388公开了一种从包含碳酸氢盐的预纯化溶液中生产碳酸钠和碳酸氢钠的方法,首先进行部分脱碳酸且然后用于碳酸氢钠生产线及一水合碳酸钠生产线。将一水合碳酸钠结晶器的清洗流送至混合的十水合碳酸钠及倍半碳酸钠生产线,其中随着该方法的最后清洗将丢弃所产生的滤液,或者在稀释之后将其送至轻质苏打灰生产线,其包含碳酸氢钠的中间的碳酸化步骤,将碳酸氢盐与滤液分离,且该滤液也作为最终清洗液处理。所产生的清洗液总量非常大(每吨重质苏打灰产生1.28t清洗液)并且对应于每吨所得到的重质苏打灰产生6至15重量百分比的清洗的碳酸钠。
[0025] US2009/0291038(苏威)公开了一种碳酸钠和碳酸氢钠晶体的联合生产方法,根据该方法,将源自于倍半碳酸钠的固体粉末如煅烧的天然碱溶解在水中,将所得水溶液引至结晶器中,其中产生碳酸钠晶体及母液,将部分母液从结晶器取出(碳酸钠结晶器的清洗)并碳化(碳酸盐化)以生成有价值的的碳酸氢钠晶体及第二母液,将该第二母液任选地脱碳(脱碳酸氢盐)并接着将其送至储存池。在该专利中,传授了用于碳酸氢钠结晶的母液应包含优选至少175g/kg碳酸钠及不超过60g/kg的氯化钠,以及不超过20g/kg的硫酸钠。因此,相对于清洗液的十水合物处理,降低了送至池的钠碱(碳酸盐或碳酸氢盐)的清洗液水平,但是其仍然重大且占送至池的较大量。此外,富含碳酸氢钠的最终清洗液在蒸发池中形成固体,该固体较硬且不易于收集并循环至苏打灰工厂,因为该固体包含较少的易于融化的十水合碳酸钠晶体以及较多的不融化的坚硬倍半碳酸钠和碳酸氢钠晶体。
[0026] US2011/112298公开了一种用于延长尾矿池寿命的方法,该尾矿池由包含碳酸钠的清洗流所产生,其中与US2009/0291038方法类似,在引入至该池之前,使用气态二化碳处理清洗流,用以产生碳酸氢钠或倍半碳酸钠。在将所处理的清洗流引入至尾矿池之前,可回收所产生的碳酸氢钠,或者在其沉积在该池中之后回收。该文件未提及当回收碳酸氢钠时进一步增值所得清洗水。此外,如US2009/0291038中描述的方法,富含碳酸氢钠的最终清洗液在该蒸发池中形成固体,该固体较硬且不易于收集并循环至苏打灰工厂,因为该固体包含较少的易于融化的十水合碳酸钠晶体以及较多的不融化的坚硬倍半碳酸钠和碳酸氢钠晶体。
[0027] 因此,考虑到可持续发展,仍需要碳酸氢钠及碳酸钠工业能够进一步减小清洗量,并以简单而不妨碍相关方法的工作条件的方式减少碱损失。
[0028] 发明概述
[0029] 因此,本发明涉及一种用于从含碳酸钠的流(A)中生产碳酸氢钠的方法,该含碳酸钠的流(A)包含碳酸钠以及至少一种浓度为Ci(A)的、由碱金属水溶性盐组成的杂质,该方法包含以下步骤:
[0030] a)将含碳酸钠的流(A)与流(B)的至少一部分混合以产生一个流(C),[0031] b)使用包含CO2的气体(D)来碳酸氢盐化该流(C),用以产生水性悬浮液(E),该水性悬浮液(E)包含晶体(F),该晶体(F)包含碳酸氢钠晶体,
[0032] c)分离该水性悬浮液(E),用以一方面得到包含碳酸氢钠晶体的晶体(F),并且另一方面得到水性母液(G),
[0033] d)将水性母液(G)的至少一部分部分地脱碳酸氢盐,并且移除母液(G)的至少一部分中的部分水,得到具有浓度为Cf(B)的碱金属水溶性盐的至少一种杂质的流(B)以及可选气体(H),
[0034] e)将流(B)的至少一部分循环至步骤a),使得碱金属水溶性盐的至少一种杂质的浓度之比Cf(B)/Ci(A)为至少:1.4,优选至少2,更优选至少4,且还更优选为7,以及[0035] f)移除该流(B)的剩余物(I)或者该母液(G)的剩余物(J)以进行进一步处理。
[0036] 本发明的第一个优势在于本发明以平稳且便宜的方式大大减少了碳酸氢钠过程或碳酸钠过程的清洗液中的碱损失量,这是由于碳酸盐化步骤b)及部分脱碳酸氢盐步骤b)以及循环步骤c)的协同作用,尤其是在大量氯化钠或硫酸钠存在下。
[0037] 本发明的第二个优势在于其对于大范围可溶性杂质及大范围杂质浓度是有效的。
[0038] 结合第二个优势,本发明的方法的第三个优势在于其能使用来自合成碳酸钠方法或来自天然碳酸钠方法的碳酸钠流。
[0039] 本发明的第四个优势在于所得到的工业级碳酸氢钠包含的水溶性杂质少于在等同条件下产生的碳酸钠将会具有的水溶性杂质浓度。
[0040] 结合第二个优势,本发明的第五个优势在于其能开采一个或多个具有不同水平的可溶性杂质的天然碱矿床,同时能够使用本发明所述的相同方法来处理不同水平的苏打灰或碳酸氢钠工厂的清洗液。
[0041] 本发明的第六个优势在于其能将最终清洗液(I)送至碳酸氢钠含量减小的尾矿池,并且易于回收及熔化,因为其形成较多的软十水晶体以及较少的硬倍半碳酸钠晶体,并且如果需要,易于在苏打灰工厂中循环。
[0042] 本发明的第七个优势在于其能使清洗流最小,为干蒸清洗液或非常小的蒸发池或将清洗液再注入采空腔的方法做准备。
[0043] 本发明的第八个优势在于其能从苏打灰过程或碳酸氢钠过程中移除最终清洗液,钠碱含量减小并富含天然盐如氯化钠或硫酸钠,该天然盐可最初来源于海洋并在稀释之后可循环回海洋。
[0044] 本发明的第九个优势在于其减小了设备尺寸及对应的投资,以及降低了旨在移除或增值或处理部分浓缩杂质的浓缩流(I)(或流(L)或流(J))的进一步处理的处理成本。
[0045] 本发明的第十个优势在于其能降低苏打灰生产和/或碳酸氢钠生产的耗水量,方式为将其回收作为蒸发器的冷凝水,用于将其循环至煅烧的天然碱沥滤或至天然碱溶液开采。
[0046] 本发明的第十一个优势在于其能够从包含杂质的钠碱流中增加有价值的工业级碳酸氢钠的产量。
[0047] 本发明的第十二个优势在于所得到的工业级碳酸氢钠非常适于如(即使是高杂质浓度)烟道气体减排的特定用途。附图说明
[0048] 图1:为示例性说明本发明方法的流程图
[0049] 图2:为根据本发明实施例的方法的流程图。
[0050] 以下引用的参考数字指的是所附的图。
[0051] 定义
[0052] 就本发明的目的而言,某些术语旨在具有以下含义。
[0053] 术语“清洗”指的是从方法的一部分抽出的流,用以限制该方法中的杂质浓度。
[0054] 术语“杂质”指的是与即将生产的碳酸钠和/或碳酸氢钠不同的化合物。
[0055] 术语“溶解性”是指一种化合物在一种水性溶液或液体中的水溶解性。
[0056] 术语“碳酸盐化”指的是增加流的总碳酸盐(碳酸盐和碳酸氢盐)量的作用。
[0057] 术语“脱碳酸盐”指的是减小流的总碳酸盐(碳酸盐和碳酸氢盐)量的作用。
[0058] 术语“碳酸氢盐化”指的是增加流的碳酸氢盐量的作用。
[0059] 术语“脱碳酸氢盐”指的是减小流的碳酸氢盐量的作用。

具体实施方式

[0060] 本发明涉及一种用于从含碳酸钠的流(A)中生产碳酸氢钠的方法,该含碳酸钠的流(A)包含碳酸钠以及至少一种浓度为Ci(A)的由碱金属水溶性盐组成的杂质,该方法包含以下步骤:
[0061] a)将含碳酸钠的流(A)与流(B)的至少一部分混合以产生一个流(C),[0062] b)使用包含CO2的气体(D)来碳酸氢盐化该流(C),用以产生水性悬浮液(E),该水性悬浮液(E)包含晶体(F),该晶体(F)包含碳酸氢钠晶体,
[0063] c)分离该水性悬浮液(E),用以一方面得到包含碳酸氢钠晶体的晶体(F),并且另一方面得到水性母液(G),
[0064] d)将水性母液(G)的至少一部分部分地脱碳酸氢盐,并且移除母液(G)的至少一部分中的部分水,得到具有浓度为Cf(B)的碱金属水溶性盐的至少一种杂质的流(B)以及可选气体(H),
[0065] e)将该流(B)的至少一部分循环至步骤a),使得碱金属水溶性盐的至少一种杂质的浓度比Cf(B)/Ci(A)为至少:1.4,优选至少2,更优选至少4,且还更优选为7,以及[0066] f)移除该流(B)的剩余物(I)或者该母液(G)的剩余物(J)以进行进一步处理。
[0067] 在本发明中,由碱金属水溶性盐组成的至少一种杂质通常为无机水溶性盐,其选自由氟化钠、氯化钠、溴化钠、碘化钠、氯化钾、亚硫酸钠、硫酸钠、硫酸钾、硒酸钠、亚硝酸钠、硝酸钠、次氯酸钠、亚氯酸钠、磷酸钠、铝酸钠、硼酸钠、硅酸钠、钛酸钠、钒酸钠及其组合组成的组。特别地,优选自由氟化钠、氯化钠、溴化钠、碘化钠、氯化钾、硫酸钠、硫酸钾、亚硝酸钠、磷酸钠、钒酸钠及其组合组成的组的碱金属水溶性盐组成的至少一种杂质。实际上,此类杂质优选地留在母液(G)中并且通过本发明的方法控制其浓度。该碱金属水溶性盐优选为钠或钾水溶性盐,更优选为钠水溶性盐。
[0068] 在本发明的一个实施方式中,由碱金属水溶性盐组成的至少一种杂质为氯化钠(NaCl)。特别地,即使使用每千克流(B)中几十克NaCl的高浓度氯化钠,该方法也已证实为是有效的。优选的是,氯化钠的浓度Cf(B)优选为至少130g/kg,更优选至少150g/kg,还更优选至少170g/kg。氯化钠(NaCl)的浓度Cf(B)通常最多为300g/kg,优选最多260g/kg,更优选最多220g/kg,还更优选最多180g/kg。
[0069] 在本发明的另一个实施方式中,由碱金属水溶性盐组成的至少一种杂质为硫酸钠(Na2SO4)。在该情况下,硫酸钠的浓度Cf(B)通常为至少20g/kg,优选至少40g/kg,更优选至少80g/kg,还更优选至少120g/kg。硫酸钠的浓度Cf(B)通常最多为200g/kg,优选最多180g/kg,更优选最多160g/kg。
[0070] 该流(A)还可包含至少一种其它杂质,该其它杂质选自铝(Al)、(Ag)、砷(As)、铋(Bi)、镉(Cd)、钴(Co)、铬(Cr)、(Cu)、铁(Fe)、汞(Hg)、钼(Mo)、锰(Mn)、镍(Ni)、铅(Pb)、锑(Sb)、(Sn)、钛(Ti)、铊(Tl)、锌(Zn)、钒(V)及其组合的部分水溶性盐的组。有利的是,至少一种其它杂质选自砷(As)、钼(Mo)及其组合的部分水溶性盐的组。实际上,此类杂质优选地留在母液(G)中并且通过本发明的方法控制其浓度。上述对应元素在流(A)中的浓度(以重量计)通常在该元素相对于流(A)的重量的1ppb(十亿分之一份)至1000ppm(百万分之一份)的范围内。且该浓度更常见在0.1至100ppm之间。上述元素的部分水溶性盐杂质通常为:相应元素的碳酸盐,或碳酸氢盐,或氢氧化物,或氯化物,或硫酸盐,或硝酸盐,或磷酸盐,或铝酸盐,或硅酸盐。
[0071] 当至少一种其它杂质选自铝(Al)、硼(B)、钴(Co)、铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)及其组合的部分水溶性盐的组时,此类杂质主要被包含碳酸氢钠晶体的晶体(F)所捕获。在流(A)中,此类杂质的浓度水平通常小于200ppm。因此,本发明还涉及一种方法,其中在步骤b)中从流(A)中移除此类杂质以及晶体(F),其中该晶体(F)在步骤c)中与水性母液(G)分离。
[0072] 而且,本发明所要求保护的方法还显示出,使用有机化合物的碱金属可溶性盐也是有效的,特别是使用油母岩有机质(油页岩中的有机质也称为油母岩质)的碱金属可溶性盐。当油母岩有机质包含单、或二、或多羧酸时,该有机质的溶解性增加并可从几十ppm(以重量计)至几千ppm。因此,在本方法的一个实施方式中,由碱金属可溶性盐组成的至少一种杂质为有机金属可溶性盐。醇、基有利于在碳酸钠水流中形成对应有机质的高溶解性。
[0073] 含碳酸钠的流(A)可为任何由固体、水溶液中固体的悬浮液或水溶液形成的流,包含碳酸钠,并适于进入碳酸氢钠结晶器。
[0074] 在本方法的第一变体中,含碳酸钠的流(A)部分或全部源自从合成苏打灰方法如苏威氨法或侯氏氯化铵法得到的粗碳酸氢钠。有利的是,含碳酸钠的流(A)为水溶液,该水溶液部分或全部源自从合成苏打灰方法如苏威氨法或侯氏氯化铵法得到的粗碳酸氢钠的部分脱碳酸盐的浆料。
[0075] 在本发明的第二变体中,含碳酸钠的流(A)部分或全部源自天然碱或苏打石。优选地,含碳酸钠的流(A)部分或全部源自天然碱。在本发明中,通常通过传统开采处理天然碱。有利的是,还可通过溶液开采处理该天然碱。实际上,当通过溶液开采处理天然碱时,可增加碱金属水溶性盐,因为水渗透至可能包含水溶性矿物的邻近矿层。通常,该水溶性矿物包含,尤其是,碱金属卤化物(氟化物、氯化物、溴化物、碘化物)、硫酸盐、硼酸盐、磷酸盐、铝酸盐、硅酸盐、钛酸盐、钒酸盐水溶性盐。这使得本发明特别适用于从通过溶液开采处理的天然碱中生产工业级碳酸氢钠。
[0076] 含碳酸钠的流(A)还可部分或全部源自包含碳酸钠的尾矿池固体。如果所考虑的尾矿池固体富含硅酸盐及有机质,这将是特别有利,因为在步骤b)中形成的碳酸氢钠晶体将捕集该流(C)中存在的大部分硅石及部分有机质,从而提高了晶体(F)的流动性。
[0077] 在本方法的第一或第二变体的优选实施例中,含碳酸钠的流(A)为包含碳酸钠的水溶液(A’)。
[0078] 在本发明的第一或第二变体的具体实施方式中,将该流(A)从碳酸钠结晶器中移出。在本发明中,该碳酸钠结晶器指的是一种于其中生成包含碳酸钠的晶体的结晶器。该碳酸钠结晶器选自由无水碳酸钠结晶器、一水合碳酸钠结晶器、七水合碳酸钠结晶器、十水合碳酸钠结晶器、倍半碳酸钠结晶器、碳酸氢钠石(Na2CO3.3NaHCO3,也称为decemite)结晶器及其组合组成的组。有利地,该流(A)为从碳酸钠结晶器中移出的水溶液(A’)。更有利地,该水溶液(A’)为来自一水合碳酸钠结晶器的清洗液。
[0079] 因此,本发明还涉及一种碳酸钠和碳酸氢钠晶体的联合生产的方法,该方法包含:在第一步骤中,将包含碳酸钠及由碱金属水溶性盐组成的至少一种杂质的碳酸钠溶液引入至碳酸钠结晶器中,从而产生包含碳酸钠晶体的第一水性悬浮液,将该第一水性悬浮液分离,用以一方面得到增值的包含碳酸钠的晶体,以及另一方面得到母液,将部分母液移出该碳酸钠结晶器以构成含碳酸钠的流(A),该流将要根据用于生产本方法的碳酸氢钠的方法进行进一步处理。
[0080] 在本发明的上述具体实施方式中,该碳酸钠结晶器有利地供应有包含碳酸钠以及浓度为C0的由碱金属水溶性盐组成的至少一种杂质的碳酸钠溶液,以及该至少一种杂质的浓度比Cf(B)/C0为至少14,优选至少30,更优选至少60,且还更优选至少120。
[0081] 在本发明中,该碳酸钠结晶器还可为容器或蒸发池,于其中形成包含碳酸钠化合物的晶体。
[0082] 在本方法的第二变体的具体实施方式中,水溶液(A’)为来自一水合碳酸钠结晶器的清洗液与源自碳酸钠结晶器清洗液的尾矿池固体的组合。
[0083] 在本方法的第二变体的另一具体实施方式中,将本发明的方法与WO2011/138005A1(苏威)中所述的方法结合,在此通过引用并入。在该情况下,本发明的方法进一步包含:
[0084] k)将该流(B)的剩余物(I)沉积在尾矿池中,并且其中将尾矿池中的部分剩余碳酸钠结晶为包含十水合碳酸钠的固体料,并且其中形成浓缩液(Q),该浓缩液(Q)包含选自由硅酸盐、氯化钠、硫酸钠、有机物及其中两者或多者的组合组成的组的杂质,[0085] l)可选地将所述固体料与沥滤液接触,用以将来自接触的料中的第一杂质的至少一部分选择性地溶解于沥滤液中,以形成沥滤液以及沥滤残渣,收集沥滤残渣,将沥滤残渣的至少一部分溶解在水性介质中以形成液体;可选地执行一个第二杂质移除步骤,该步骤包含进行镁处理以形成处理液,所述处理包含在沥滤残渣溶解期间添加镁化合物或者在沥滤残渣溶解之后添加镁化合物至所述液体或其一部分以形成具有至少一部分第二杂质的不溶于水的物质,接着将所述处理液通过至少一个分离单元以移除不溶于水的物质,从而获得纯化的溶液;
[0086] m)提供所述固体料或所述液体或所述纯化的溶液作为生产包含碳酸钠、碳酸氢钠、硫酸钠或其他衍生物的晶体产物的方法的原料。
[0087] 流(B)的剩余物(I)或部分(L)(如图2的实施方式中所定义)或该母液(G)的部分(J)富含可溶性盐,以及其它杂质存在于含碳酸钠的流(A)中。因此,在本发明的另一变体中,该方法进一步包含以下步骤:
[0088] n)处理掉溶液开采腔或采空腔或深井注入中的流(B)的剩余物(I)或母液(G)的部分(J)或液体(K)的部分(L),或者
[0089] o)循环溶液开采腔或采空腔中的流(B)的剩余物(I)或母液(G)的部分(J)或液体(K)的部分(L),并且从溶液开采腔或者从采空腔中回收碳酸钠水溶液,其中所回收的碳酸钠水溶液包含氯化钠和/或硫酸钠,其氯化钠和/或硫酸钠的浓度小于剩余物(I)或部分(J)或部分(L)中的氯化钠浓度和/或硫酸钠的浓度。
[0090] 当含碳酸钠的流(A)部分或全部源自天然碱或苏打石时,步骤n)或o)尤其有利,因为其使最初存在于矿腔、矿或深井内的矿石中的可溶性盐循环。此外,根据碳酸氢钠含量,可控制最终清洗液的pH,因为碳酸氢钠为天然pH缓冲剂。因此,相对于从腔或从矿或从深井提取的原矿的量,在该腔或矿或深井中循环的量被大大减小。
[0091] 通常,含碳酸钠的流(A)包含至少15%(重量)的碳酸钠(以干可溶性盐表示)。有利地,流(A)包含至少:20%(重量),更优选24%(重量)的碳酸钠(以干可溶性盐表示)。
[0092] 该流(A)有利地选自来自碳酸钠或倍半碳酸钠结晶器的循环及清洗流、矿井水流、蒸发池卤水流、水和十水合碳酸钠矿床、其他废水流及其组合的组。
[0093] 流(A)通常包含至多98%(重量),优选95%(重量),更有选85%(重量)的碳酸钠(以干可溶性盐表示)。当含碳酸钠的流(A)为固体在水溶液中的悬浮液或者水溶液时,其通常包含至多:99%(重量),优选90%(重量),更有选80%(重量)的水。这可限制本发明的碳酸氢钠循环数。
[0094] 如果该碳酸钠流源自固体流或者为水性悬浮液或者为富含碳酸钠的水溶液,则可将水(N)添加至含碳酸钠的流(A),从而流(B)和流(A)结合形成原料流(C),当碳酸氢盐化时该原料流(C)适于形成包含碳酸氢钠晶体的晶体(F)。特别地,控制水(N)的量,从而将水性悬浮液(E)中晶体(F)的悬浮密度通常控制在至多60w%,优选至多50w%,优选至多40w%,更有选至多35w%。水性悬浮液中固体的悬浮密度为固体相对于水性悬浮液的重量比。
[0095] 在本发明中,流(A)通常包含至少2%(以重量计),优选至少3%(以重量计),更有选至少4%(以重量计)的氯化钠和/或硫酸钠。
[0096] 流(A)可包含高水平的氯化钠和/或硫酸钠。优选地,流(A)中氯化钠和/或硫酸钠的浓度应被限制至最大值,使得对应于在步骤c)分离的碳酸氢盐结晶器的母液,流(G)具有最多26%(以重量计)(260g/kg)氯化钠或者20%(以重量计)(200g/kg)硫酸钠的浓度,从而避免流(G)中氯化钠和/或硫酸钠的溶解限制。
[0097] 在流(A)包含氯化钠和硫酸钠的情况中,流(G)中这两种杂质浓度分别表示为[NaCl](G)和[Na2SO4](G)且以g/kg表示,根据下述方程式应优选流(G)中这两种杂质浓度;
[0098] [NaCl](G)/1.3+[Na2SO4](G)≤200g/kg
[0099] 而且,当大浓度的其它高溶解性盐具有钠离子、或氯离子、或硫酸根离子的共离子时,至少5%(以重量计)的流(A)的累积氯化钠和硫酸钠量按比例逐渐增加时,这些杂质盐浓度应加到氯化钠和硫酸钠的浓度的总和,并且之后在流(G)中该总和应保持在至多20%(以重量计)。
[0100] 在本发明中,流(I)或(J)(或(L))用于控制碳酸氢盐化步骤b)期间水性母液(G)中的碱金属水溶性盐浓度,如氯化钠或硫酸钠浓度。当流(I)或(J)(或(L))的流量增大时,该处理循环中碱金属水溶性盐的浓度Ci(G)降低,且反之亦然。可调节这些流量,从而根据目的设定水性母液(G)或流(I)或(J)(或(L))中碱金属水溶性盐的浓度,对应的流(I)或(J)(或(L))中被清洗的碱金属水溶性盐的流量等于开始方法时碱金属水溶性盐的进入流量(如通过(A)、(A’)、(A”)和(A”’))减去结束方法时具有晶体(F)的碱金属水溶性盐的流量。
[0101] 通常,当流(A)为一水合结晶器的清洗水时,清洗液的NaCl浓度为至多5%且清洗液的Na2SO4浓度为至多7%(以水溶液重量表示)。实际上,传统MVR(机械蒸汽再压缩)结晶器不能在不结晶无水碳酸钠的情况下在NaCl水平明显高于2%-3%下运行,从而导致运行困难。依据多个因素,三效一水合蒸发结晶器可在低温下运行,且可接受高浓度NaCl,高达4%-5%。根据结晶器温度(40℃至100℃之间),Na2SO4浓度大于3%至7%可引发碳酸钠矾晶体(Na2CO3.2Na2SO4)形成。
[0102] 典型的天然苏打灰厂使用的天然碱具有液体中28%至30%的Na2CO3进料浓度,大约0.2%的NaCl进料浓度和/或大约0.05%至0.2%的Na2SO4进料浓度,这意味着在包含碳酸钠结晶器的现有技术中的传统工厂可在10至20浓度倍数之间运行。该浓度倍数通常接近:可溶性杂质的最终浓度与进料浓度的比率。这将最终导致天然苏打灰厂中的产品损耗、清洗液量以及池的大小、及处置物,而没有回收有价值的碱。本发明能够将浓度倍数从10至20倍灵敏地增加至高达75倍,甚至以简单的方式。此外,当碳酸钠流(A)为碳酸钠结晶器的清洗液时,因为该清洗液通常相当于进入碳酸钠结晶器的碳酸钠流量的2%至15%,本方法能够限制与总碳酸钠产量有关的能量消耗及相关费用
[0103] 在本发明中,通过本领域任何已知手段,可进行步骤d)中水性母液(G)的部分脱碳酸氢盐以及部分水的移除。可以在一步或多步中进行部分脱碳酸氢盐及部分水的移除。通常,通过化学煅烧利用苛性苏打将溶液(G)的碳酸氢钠的一部分转化为碳酸钠来进行脱碳酸氢盐,或者通过热脱碳酸氢盐作用利用蒸汽或利用锅炉将碳酸氢钠的一部分热分解为碳酸钠、水和CO2而进行脱碳酸氢盐。优选利用蒸汽或锅炉的热脱碳酸氢盐作用。可在本领域已知的降膜蒸发器或锅炉或强制循环蒸发器或强制循环蒸发结晶器中进行溶液(G)的部分水的移除。
[0104] 图1(附图1)说明了本发明的方法。含碳酸钠的流(A)与流(B)的一部分混合以形成流(C)。在碳酸盐化装置1中,使用包含CO2的气体(D)来碳酸氢盐化该流(C),用以产生包含晶体(F)的水性悬浮液(E),所述晶体(F)包含碳酸氢钠晶体。使用分离装置2将悬浮液(E)一方面分为包含碳酸氢钠晶体的晶体(F)以及另一方面分为水性母液(G)。在脱碳酸氢盐器3中,将水性母液(G)部分脱碳酸氢盐并移除部分水,从而获得流(B)以及包含CO2的可选气体(H)。因此,流(B)比流(G)的水溶性盐含量更高。将流(B)的至少一部分循环以与流(A)结合形成流(C)。从循环回路中移除流(B)的剩余物(I)或者移除水性母液(G)的部分(J),用以进行进一步处理。
[0105] 图2为根据本发明实施方式的方法的流程图。在该实施方式中,流(G)的脱碳酸氢盐作用及部分水的移除分为两步进行,并且可选的水及CO2气体(H)循环以虚线描绘。在该实施方式中,含碳酸钠的流(A)与可选的水(N)混合以形成包含碳酸钠的水溶液(A’),接着该水溶液(A’)与流(B)混合以产生流(C)。在碳酸盐化装置1中,使用包含CO2的气体(D)来碳酸氢盐化该流(C),用以产生包含晶体(F)的水性悬浮液(E),所述晶体(F)包含碳酸氢钠晶体。使用分离装置2将悬浮液(E)一方面分为包含碳酸氢钠晶体的晶体(F)以及另一方面分为水性母液(G)。在脱碳酸氢盐器3中,将该水性母液(G)部分脱碳酸氢盐,用以产生耗尽或贫乏碳酸氢钠的母液(K)以及包含二氧化碳的蒸汽(H),而在蒸发器4中,将母液(K)部分蒸发以移除至少一部分的水,从而获得流(B)及水蒸气(P)。流(B)可为清液或浆料。任选地,部分或全部水蒸气(P)可循环至脱碳酸氢盐器并被直接或在蒸汽再压缩之后注入,或者随着锅炉的间接加热,该部分或全部水蒸气(P)可循环至脱碳酸氢盐器。浓缩的流(B)的至少一部分被循环以与流(A)结合形成流(C)。移除流(B)的剩余物(I),和/或从循环回路中移除水性母液(G)的部分(J),和/或从循环回路中母液(K)的一部分,用以进行进一步处理。在碳酸氢盐化器1中,在碳酸氢盐化步骤b)期间,这些流(I)、(J)、(K)对于控制水性母液中由碱金属水溶性盐浓缩物组成的至少一种杂质来说的确是有用的。
[0106] 在该实施方式的变体中,在将母液(K)部分蒸发来移除部分水以获得浓缩的流(B)之前,可将含碳酸钠的流(A”)添加至耗尽或贫乏碳酸氢钠的母液(K),其中该含碳酸钠的流(A”)可为如矿井水、尾矿池水或稀释的水。这对于防止蒸发器中碳酸钠和/或碱金属水溶性盐的溶解度限制是有利的。
[0107] 在该实施例的另一个变体中,如果含碳酸钠的流(A”’)在循环至碳酸氢盐化器中之前具有需要减小的碳酸氢钠含量或者水含量和碳酸氢钠含量,则在本方法中引入该流的适当的点为引入至具有水性母液G的脱碳酸氢盐器3中时,其中该含碳酸钠的流(A”’)可为如矿井水、尾矿池水或稀释的水。
[0108] 任选地,在图2所示的实施例中,气体(H)可与气体(D)结合以部分地用于碳酸氢盐化该流(C)。
[0109] 实际上,气体(H)包含高含量的CO2并且其余主要为蒸汽(水蒸气),在将气体(H)引至流(D)之前,该气体可在步骤b)中在有或没有水冷凝及水移除的情况下重复使用,从而连同自流(F)、(I)、(L)、(J)、(P)的水移除以及自流(A)、(A’)、(A”)、(A”’)总水输入来控制本发明的水平衡。
[0110] 在本方法中,在步骤b)中,气体(D)为包含至少20体积%、优选30体积%、更有选40体积%、还更优选80体积%的CO2(以干气体表示)的气体。
[0111] 该碳酸氢盐化步骤b)可在与碳酸氢钠的已知范围相容的任何温度下进行。优选地,在至少20℃、优选38℃、更优选55℃且还更优选70℃的温度下进行该碳酸氢盐化步骤。
[0112] 当在高于大气压的压力下操作时,太高的温度不利于CO2吸收。因此,碳酸氢盐化步骤b)通常在至多100℃、优选90℃、更优选80℃且还更优选75℃的温度下进行。
[0113] 在本发明中,在步骤b)中得到的晶体(F)包含碳酸氢钠晶体。优选地,应控制碳酸盐化步骤中的工作点(碳酸氢钠的母液浓度,碳酸钠的母液浓度以及碱金属水溶性盐如NaCl及Na2SO4的母液浓度),使其保持在溶解度曲线的碳酸氢钠区域内。通过在碳酸氢盐化器中提供足够的CO2,使得在工作温度下,碳酸氢盐化器母液(G)中碳酸钠浓度小于倍半碳酸钠溶解的碳酸钠浓度(表示为[Na2CO3](倍半))极限,进而实现上述目的。
[0114] 如果[X](G)代表NaCl的或Na2SO4的可溶性盐浓度、或者如果存在两种盐则表示NaCl和Na2SO4浓度和(以g/kg表示),其通常在20℃至80℃之间实现,母液(G)的碳酸钠浓度(表示为[Na2CO3](G))小于下值(以g/kg表示):
[0115] 170-0.66[X](G)(g/kg)
[0116] 应采取安全范围,使得碳酸钠浓度优选为至多该值减5g/kg,更优选至多该值减10g/kg,且最优选至多该值减20g/kg。
[0117] 这使得主要结晶碳酸氢钠。如果将对应晶体从富含NaCl和/或Na2SO4的其母液(G)中分离,并且当需要移除高水平的饱和母液及可溶性盐如NaCl或Na2SO4时,如果可选地洗涤所得晶体,则包含碳酸氢钠晶体的晶体(F)的含量通常为至少40w%,或至少50w%,优选至少60w%,更优选至少80w%,且最优选90w%的碳酸氢钠。晶体(F)通常包含至多50w%,或至多30w%,或至多20w%,优选至多10w%,更优选至多5w%,且最优选至多3w%的碳酸钠。
[0118] 可溶性盐(如氯化钠和/或硫酸钠)中晶体(F)的含量通常为至多10w.%,优选至多4w.%,更优选至多1w.%。
[0119] 根据所得到的包含碳酸氢钠晶体的晶体(F)的最终用途,本发明的方法可进一步包含:
[0120] g)任选地洗涤包含碳酸氢钠的晶体(F),以产生任选地洗涤后的包含碳酸氢钠的晶体,
[0121] (h)干燥该包含碳酸氢钠的任选洗涤后的晶体。
[0122] 作为替代方式,可部分或全部煅烧碳酸氢钠而不是仅仅干燥晶体。
[0123] 在该情况下,根据本发明的方法进一步包含以下步骤:
[0124] g)任选地洗涤碳酸氢钠晶体,以产生任选地洗涤后的包含碳酸氢钠的晶体,[0125] i)将包含碳酸氢钠晶体的晶体(F)或者任选地洗涤后的包含碳酸氢钠的晶体煅烧为包含碳酸钠的晶体。
[0126] 当在步骤i)中部分或全部煅烧碳酸氢钠晶体时,可产生包含二氧化碳的气体(O)。可全部或部分回收二氧化碳和水并将其循环至碳酸氢盐化的步骤。
[0127] 因此,本发明的方法可进一步包含步骤:
[0128] j)回收包含二氧化碳的气体(O)的至少一部分并将其循环至步骤b)。
[0129] 实例
[0130] 以下实例仅旨在例示本发明并不旨在限制所要求保护的发明的范围。
[0131] 实例1
[0132] 表1例示了图2所述的本发明的方法的实施方式的质量流量表,其中碳酸钠流(A)的主要可溶性盐杂质为氯化钠。
[0133] 该实例显示了碳酸钠流(A)为来自碳酸钠结晶器的清洗液的情况:由于与本方法的脱碳酸氢盐器和蒸发器有关的循环回路,最终清洗液(I)的质量流量为226kg/h,其值小于初始清洗液(A)的值1000kg/h的四分之一,并且最终清洗液(I)的碳酸钠的损失为27kg/h,相对于初始清洗液(A)中碳酸钠的242kg/h的初始值,质量减小了近似9倍。
[0134] 通过对比US2009/0291038(苏威)与现有技术,显示对应文件的实例1减少60%的最终清洗液中钠碱损失,与其相比,本实例减少大约90%,并且对应文件的实例1减小10%的最初清洗液的质量流量,与其相比,本实例大约减小77%。
[0135] 实例2
[0136] 在该实例中,表1的相同数据可说明图2所述的本发明的方法的实施方式的质量流量表,其中碳酸钠流(A)的主要可溶性盐杂质为硫酸钠(Na2SO4)。在这种情况下,氯化钠(NaCl)质量流量及氯化钠(NaCl)浓度应分别被解释为Na2SO4质量流量及Na2SO4浓度而非NaCl的质量流量及浓度。
[0137] 实例3至7(E0到E6)
[0138] 在该实例中,使用与US2009/0291038(苏威)的实例1相似的设备及工作条件,除了在3升搅拌反应器中,于70℃下,使用100%vol干浓度的CO2,分批进行碳酸氢盐化,并使用水使其饱和,维持1小时停留时间
[0139] 过滤所得晶体,使用水和乙醇洗涤,于环境温度下干燥24小时。
[0140] 表2给出了初始及最终母液的分析结果,所得到的晶体的分析结果,悬浮密度(固体重量相对于悬浮液重量)以及所得晶体的粒度分布。
[0141] 若任何通过引用结合在此的专利、专利申请以及公开物中的说明内容与本说明相冲突的程度至它可能使一个术语不清楚,则本披露应该优先。
[0142]
[0143]
[0144] 表2-实例3至7的工作条件及所得晶体的化学和物理分析(分别参见E0、E2、E3、E6)。
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