CN105712382A - 一种芒硝生产碳酸氢钠工艺 - Google Patents

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    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/46—Sulfates

Abstract

一种芒硝生产碳酸氢钠工艺，它包括下列步骤：以芒硝与蒸馏废液混合液为原料，吸收氨后溶液加入碳酸钠，在15?50℃下进行沉淀反应后除去溶液中的镁、铁、钙离子，得到精制液；精制液加入二氧化碳碳酸化，在15?50℃下进行复分解反应后分离获得碳酸氢钠固体和重碱母液；将重碱母液加入石灰在15?120℃下进行蒸馏反应后得到氨气、二氧化碳、硫酸钙和蒸馏废液；将氨气、二氧化碳分别回收至吸氨和碳酸化工序；将蒸馏废液与步骤A中的芒硝混合进行循环利用。本发明具有芒硝直接利用，氨循环利用，蒸馏废液废物综合利用率高，生产成本低、废渣排放量少环境友好等特点。

Description

一种芒硝生产碳酸氢钠工艺
技术领域
本发明属于无机化工技术领域，特别是一种芒硝生产碳酸氢钠工艺。
背景技术
芒硝(含Na2SO4)是指含有硫酸钠的载体(无水硫酸钠、十水硫酸钠、硫酸钠溶液)。已知的以芒硝为原料生产碳酸氢钠的工艺主要有路布兰法和芒硝湿法。其中，路布兰法存在产生废渣大(1吨纯碱产生约1.5吨CaS)、能耗高、产品质量差等问题；芒硝湿法联碱法生产纯碱和硫酸铵中碳酸化母液冷冻先析出十水芒硝和碳酸氢铵，再蒸发才能析出硫酸铵，存在电能消耗高，生产成本高的问题。因此，上述工艺在实际生产中应用都有局限性。
发明内容
本发明的目的是提供一种芒硝生产碳酸氢钠工艺，其中的芒硝直接利用，制碱的氨循环利用，蒸馏废液废物综合利用率高，生产成本低，废渣排放量少而对环境友好。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种芒硝生产碳酸氢钠工艺，它包括下列步骤：
A.以芒硝与蒸馏废液混合液为原料，吸收氨(NH3)后溶液加入碳酸钠(Na2CO3)，在15-50℃下进行沉淀反应后除去溶液中的镁、铁、钙离子，得到精制液(Na2SO43.0-330g/l)；
B.精制液加入二氧化碳碳酸化，在15-50℃下进行复分解反应后分离获得碳酸氢钠(NaHCO3)固体和重碱母液；
C.将重碱母液加入石灰在15-120℃下进行蒸馏反应后得到氨气、二氧化碳、硫酸钙和蒸馏废液；
D.将氨气、二氧化碳分别回收至吸氨和碳酸化工序；
E.将蒸馏废液与步骤A中的芒硝混合进行循环利用。
进一步的，所述芒硝中Na2SO4的重量含量为3-100％。
进一步的，所述重碱母液中(NH4)2SO4的含量为3-300g/l，Na2SO4的含量为3.0-300g/l。
进一步的，所述重碱母液中还含有少量NH4HCO3与(NH4)2CO3。
进一步的，所述蒸馏废液中CaSO4的含量为0.5-6.0g/l、Na2SO4的含量为3.0-100g/l。
另外，本发明采用的芒硝中可以含有重量比为1.0-99.0％的Na2SO4及重量比为1.0-99.0％的NaCl。
本发明的有益效果是：本发明具有芒硝直接利用，氨循环利用，蒸馏废液废物综合利用率高，生产成本低、废渣排放量少环境友好等特点。
附图说明
图1是本发明工艺流程图。
具体实施方式
根据图1所示，取芒硝与蒸馏废液混合液为原料，吸收氨后溶液加入碳酸钠，沉淀反应后除去溶液中的镁、铁、钙离子；精制后加入二氧化碳碳酸化进行复分解反应后分离获得碳酸氢钠固体和重碱母液；将重碱母液加入石灰蒸馏反应后得到氨气、二氧化碳、硫酸钙和蒸馏废液；将氨气、二氧化碳分别回收至吸氨和碳酸化工序；将蒸馏废液循环与芒硝混合回收利用有效成分。以下仅举几个实施例对本发明进行详细说明，然而其并非用以限制本发明的实施范围
实施例1：取用1吨芒硝(Na2SO499.0％)与3.3m3蒸馏废液(CaSO42.0g/l、Na2SO420g/l)混合，吸收氨(NH3)后溶液加入碳酸钠(Na2CO3)，沉淀反应(反应温度25℃)后除去溶液中的镁(Mg)、铁(Fe)、钙(Ca)离子，得到3.3m3精制液(Na2SO4320g/l)；精制液加入二氧化碳(CO2)碳酸化进行复分解反应(反应温度25℃)后分离获得碳酸氢钠(NaHCO3)固体0.566吨和3.3m3重碱母液((NH4)2SO4288.6g/l、Na2SO4175g/l、和少量NH4HCO3与(NH4)2CO3)；将重碱母液加入石灰(Ca(OH)2)蒸馏反应(反应温度100℃)后得到氨气、二氧化碳和3.3m3蒸馏废液(CaSO42.0g/l、Na2SO420g/l)、0.948吨硫酸钙(CaSO4)；将氨气、二氧化碳分别回收至吸氨和碳酸化工序；将3.3m3蒸馏废液(CaSO42.0g/l、Na2SO420g/l)至下循环与1吨芒硝(Na2SO499.0％)混合回收利用有效成分。
实施例2：取用2吨芒硝(Na2SO444.0％)与2.93m3蒸馏废液(CaSO41.5g/l、Na2SO430g/l)混合，吸收氨(NH3)后溶液加入碳酸钠(Na2CO3)，沉淀反应(反应温度30℃)后除去溶液中的镁(Mg)、铁(Fe)、钙(Ca)离子，得到2.93m3精制液(Na2SO4330g/l)；精制液加入二氧化碳(CO2)碳酸化进行复分解反应(反应温度30℃)后分离获得碳酸氢钠(NaHCO3)固体0.556吨和2.93m3重碱母液((NH4)2SO4233.6g/l、Na2SO4170g/l、和少量NH4HCO3与(NH4)2CO3)；将重碱母液加入石灰(Ca(OH)2)蒸馏反应(反应温度100℃)后得到氨气、二氧化碳和2.93m3蒸馏废液(CaSO41.5g/l、Na2SO430g/l)、0.843吨硫酸钙(CaSO4)；将氨气、二氧化碳分别回收至吸氨和碳酸化工序；将2.93m3蒸馏废液(CaSO41.5g/l、Na2SO430g/l)至下循环与2吨芒硝(Na2SO444.0％)混合回收利用有效成分。
实施例3：取用1.5吨芒硝(Na2SO485.0％)与6.375m3蒸馏废液(CaSO41.5g/l、Na2SO4100g/l)混合，吸收氨(NH3)后溶液加入碳酸钠(Na2CO3)，沉淀反应(反应温度20℃)后除去溶液中的镁(Mg)、铁(Fe)、钙(Ca)离子，得到6.375m3精制液(Na2SO4300g/l)；精制液加入二氧化碳(CO2)碳酸化进行复分解反应(反应温度20℃)后分离获得碳酸氢钠(NaHCO3)固体0.905吨和6.375m3重碱母液((NH4)2SO4223.6g/l、Na2SO4180g/l、和少量NH4HCO3与(NH4)2CO3)；将重碱母液加入石灰(Ca(OH)2)蒸馏反应(反应温度100℃)后得到氨气、二氧化碳和6.375m3蒸馏废液(CaSO41.5g/l、Na2SO4100g/l)、1.221吨硫酸钙(CaSO4)；将氨气、二氧化碳分别回收至吸氨和碳酸化工序；将6.375m3蒸馏废液(CaSO41.5g/l、Na2SO4100g/l)至下循环与1.5吨芒硝(Na2SO485.0％)混合回收利用有效成分。
实施例4：取用1吨芒硝(Na2SO489.0％)与3.3m3蒸馏废液(CaSO42.0g/l、Na2SO420g/l)混合，吸收氨(NH3)后溶液加入碳酸钠(Na2CO3)，沉淀反应(反应温度35℃)后除去溶液中的镁(Mg)、铁(Fe)、钙(Ca)离子，得到3.3m3精制液(Na2SO4320g/l)；精制液加入二氧化碳(CO2)碳酸化进行复分解反应(反应温度35℃)后分离获得碳酸氢钠(NaHCO3)固体0.566吨和3.3m3重碱母液((NH4)2SO4288.6g/l、Na2SO4175g/l、和少量NH4HCO3与(NH4)2CO3)；将重碱母液加入石灰(Ca(OH)2)蒸馏反应(反应温度110℃)后得到氨气、二氧化碳和3.3m3蒸馏废液(CaSO42.0g/l、Na2SO420g/l)、0.948吨硫酸钙(CaSO4)；将氨气、二氧化碳分别回收至吸氨和碳酸化工序；将3.3m3蒸馏废液(CaSO42.0g/l、Na2SO420g/l)至下循环与1吨芒硝(Na2SO499.0％)混合回收利用有效成分。
实施例5：取用2吨芒硝(Na2SO441.0％)与2.93m3蒸馏废液(CaSO41.5g/l、Na2SO430g/l)混合，吸收氨(NH3)后溶液加入碳酸钠(Na2CO3)，沉淀反应(反应温度32℃)后除去溶液中的镁(Mg)、铁(Fe)、钙(Ca)离子，得到2.93m3精制液(Na2SO4330g/l)；精制液加入二氧化碳(CO2)碳酸化进行复分解反应(反应温度32℃)后分离获得碳酸氢钠(NaHCO3)固体0.556吨和2.93m3重碱母液((NH4)2SO4233.6g/l、Na2SO4170g/l、和少量NH4HCO3与(NH4)2CO3)；将重碱母液加入石灰(Ca(OH)2)蒸馏反应(反应温度90℃)后得到氨气、二氧化碳和2.93m3蒸馏废液(CaSO41.5g/l、Na2SO430g/l)、0.843吨硫酸钙(CaSO4)；将氨气、二氧化碳分别回收至吸氨和碳酸化工序；将2.93m3蒸馏废液(CaSO41.5g/l、Na2SO430g/l)至下循环与2吨芒硝(Na2SO444.0％)混合回收利用有效成分。
实施例6：取用1.5吨芒硝(Na2SO481.0％)与6.375m3蒸馏废液(CaSO41.5g/l、Na2SO4100g/l)混合，吸收氨(NH3)后溶液加入碳酸钠(Na2CO3)，沉淀反应(反应温度18℃)后除去溶液中的镁(Mg)、铁(Fe)、钙(Ca)离子，得到6.375m3精制液(Na2SO4300g/l)；精制液加入二氧化碳(CO2)碳酸化进行复分解反应(反应温度18℃)后分离获得碳酸氢钠(NaHCO3)固体0.905吨和6.375m3重碱母液((NH4)2SO4223.6g/l、Na2SO4180g/l、和少量NH4HCO3与(NH4)2CO3)；将重碱母液加入石灰(Ca(OH)2)蒸馏反应(反应温度120℃)后得到氨气、二氧化碳和6.375m3蒸馏废液(CaSO41.5g/l、Na2SO4100g/l)、1.221吨硫酸钙(CaSO4)；将氨气、二氧化碳分别回收至吸氨和碳酸化工序；将6.375m3蒸馏废液(CaSO41.5g/l、Na2SO4100g/l)至下循环与1.5吨芒硝(Na2SO485.0％)混合回收利用有效成分。

Claims (5)

1.一种芒硝生产碳酸氢钠工艺，其特征在于：它包括下列步骤：
A.以芒硝与蒸馏废液混合液为原料，吸收氨后溶液加入碳酸钠，在15-50℃下进行沉淀反应后除去溶液中的镁、铁、钙离子，得到精制液；
B.精制液加入二氧化碳碳酸化，在15-50℃下进行复分解反应后分离获得碳酸氢钠固体和重碱母液；
C.将重碱母液加入石灰在15-120℃下进行蒸馏反应后得到氨气、二氧化碳、硫酸钙和所述蒸馏废液；
D.将氨气、二氧化碳分别回收至吸氨和碳酸化工序；
E.将所述蒸馏废液与步骤A中的芒硝混合进行循环利用。
2.根据权利要求1所述的芒硝生产碳酸氢钠工艺，其特征在于：所述芒硝中Na2SO4的重量含量为3-100％。
3.根据权利要求1所述的芒硝生产碳酸氢钠工艺，其特征在于：所述重碱母液中(NH4)2SO4的含量为3-300g/l，Na2SO4的含量为3.0-300g/l。
4.根据权利要求1所述的芒硝生产碳酸氢钠工艺，其特征在于：所述蒸馏废液中CaSO4的含量为0.5-6.0g/l、Na2SO4的含量为3.0-100g/l。
5.根据权利要求1所述的芒硝生产碳酸氢钠工艺，其特征在于：所述芒硝中含有重量比为1.0-99.0％的Na2SO4及重量比为1.0-99.0％的NaCl。
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