CN116854109A - 一种利用硫酸钠制备碳酸钠联产硫酸铵的方法 - Google Patents

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CN116854109A CN202310949950.8A CN202310949950A CN116854109A CN 116854109 A CN116854109 A CN 116854109A CN 202310949950 A CN202310949950 A CN 202310949950A CN 116854109 A CN116854109 A CN 116854109A
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Abstract

本发明提供了一种利用硫酸钠制备碳酸钠联产硫酸铵的方法，所述方法包括：(1)将硫酸钠溶液和碳酸氢铵或氨气与二氧化碳的混合气混合，进行复分解反应，得到碳酸氢钠和复分解母液；所述碳酸氢钠经煅烧后得到碳酸钠；(2)将硫酸钠和步骤(1)所述复分解母液混合，进行溶解与盐析，得到硫酸钠溶液和复盐；所述硫酸钠溶液回用于步骤(1)；(3)将水和步骤(2)所述复盐混合，进行洗涤，得到硫酸钠和富硫酸铵母液；所述硫酸钠回用于步骤(2)；(4)对步骤(3)所述富硫酸铵母液进行蒸发结晶，得到混盐或混盐浆料，混盐或混盐浆料经颗粒分级后，得到硫酸铵和硫酸钠；所述硫酸钠回用于步骤(2)。所述方法实现硫酸钠的无害化和高值化利用。

Description

一种利用硫酸钠制备碳酸钠联产硫酸铵的方法
技术领域
本发明属于制碱及二次资源回收技术领域，尤其涉及一种利用硫酸钠制备碳酸钠联产硫酸铵的方法。
背景技术
硫酸钠是一种基础化工原料，其产量一部分来源于矿产芒硝，另一部分来源于化学反应过程中的副产品，如粘胶纤维制造、氯碱生产、工业盐分离、硅酸铝制造、烟气脱硫、锂盐生产、钠化提钒和酸碱中和等过程。据统计，我国每年副产硫酸钠达到1000万吨以上，而硫酸钠销量不足50％，大量硫酸钠过剩。工业副产硫酸钠过程中常夹带钾、氯、重金属和有机物等杂质，难以被资源化利用，长期置于堆场堆存会导致土地盐碱化和水体酸化，危害水生生物，并且会随着食物链进入人体，进而危害人体健康。因此，亟需开发一种硫酸钠资源化利用的新技术。
CN111410214A公开了一种利用工业副产物硫酸钠制备纯碱和硫磺的系统及方法，所述方法利用过热水蒸气、二氧化碳、焦炭粉与硫酸钠反应获得纯碱、硫化氢和二氧化硫，再以硫化氢和二氧化硫为原料生产硫磺。所述方法步骤简单，但是成本大、能耗高，会产生含硫废气和硅渣，带来新的污染源。
CN218872168U公开了一种硫酸钠制纯碱的系统，该系统将硫酸钠和氨水配置成硫酸钠铵盐水，然后进入碳化反应釜利用二氧化碳进行碳酸化反应，将制得的碳酸氢钠湿料煅烧后得到碳酸钠，母液经中和后蒸发得到硫酸铵。但所述系统在中和过程中浪费了大量未反应的铵根和碳酸氢根，原料利用率低；而且，中和后蒸发结晶得到的是硫酸钠和硫酸铵混盐，硫酸铵含量较低，市场消纳能力有限，出售困难。
CN114455612A公开了一种以硫酸钠和二氧化碳为原料制纯碱副产石膏的新工艺，所述工艺利用硫酸钠和碳酸氢铵反应制得碳酸氢钠固体和含硫酸铵母液，碳酸氢钠通过和氢氧化钠作用形成纯碱，含硫酸铵母液和碳酸钙作用形成石膏产品。所述工艺在制备纯碱过程中需要消耗大量的氢氧化钠，成本高昂，而且，所得石膏产品中会夹带碳酸钙和硫酸钠，产品品质得不到保证。
因此，针对现有技术不足，开发提供一种硫酸钠无害化和高值化利用的新方法，是本领域技术人员迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用硫酸钠制备碳酸钠联产硫酸铵的方法，所述方法利用硫酸钠制备出碳酸钠产品，并同时得到硫酸铵产品，实现硫酸钠的无害化和高值化利用。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种利用硫酸钠制备碳酸钠联产硫酸铵的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将硫酸钠溶液和碳酸氢铵或氨气与二氧化碳的混合气混合，进行复分解反应，得到碳酸氢钠和复分解母液；所述碳酸氢钠经煅烧后得到碳酸钠；
(2)将硫酸钠和步骤(1)所述复分解母液混合，进行溶解与盐析，得到硫酸钠溶液和复盐；所述硫酸钠溶液回用于步骤(1)；
(3)将水和步骤(2)所述复盐混合，进行洗涤，得到硫酸钠和富硫酸铵母液；所述硫酸钠回用于步骤(2)；
(4)对步骤(3)所述富硫酸铵母液进行蒸发结晶，得到混盐或混盐浆料，混盐或混盐浆料经颗粒分级后，得到硫酸铵和硫酸钠；所述硫酸钠回用于步骤(2)。
本发明提供的方法通过将复分解母液与硫酸钠混合进行溶解与盐析，对得到的复盐进行洗涤，得到富硫酸铵母液，提高了硫酸钠的利用率；将富硫酸铵母液蒸发结晶后得到混盐，根据硫酸铵和硫酸钠的粒径不同，采用颗粒分级法快速分离出硫酸铵产品，实现硫酸钠的无害化和高值化利用；整个工艺流程短、能耗低，转化率高，成本低，无三废产生，经济和环境效益显著。
本发明提供的方法所得产品纯度高，碳酸钠产品纯度满足GB/T 210-2022中工业碳酸钠Ⅱ类合格品的要求，硫酸铵产品纯度满足GB/T 535-2020中肥料级硫酸铵Ⅰ型产品的要求。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述复分解反应中总钠与总碳酸氢根的摩尔比为1:(1.0-1.4)，例如可以是1:1.05、1:1.1、1:1.15、1:1.2、1:1.25、1:1.3或1:1.35等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述复分解反应的温度为20-50℃，例如可以是25℃、30℃、35℃、40℃、45℃或50℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述溶解与盐析的温度为15-55℃，例如可以是15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃或50℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
值得说明的是，本发明需控制溶解与盐析的温度，若温度过高，不仅碳酸氢铵分解，且在该温度下无法产生复盐。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)中所述硫酸钠与复分解母液的质量体积比为(0.2-0.5):1g/L，例如可以是0.25:1g/L、0.3:1g/L、0.35:1g/L、0.4:1g/L或0.45:1g/L等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述复盐包括Na2SO4·(NH4)2SO4·4H2O。
优选地，步骤(3)所述混合的温度为70-110℃，例如可以是75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃或105℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，步骤(3)所述水的加入量为使硫酸铵全部溶解。若洗涤时水的加入量太少时，有部分硫酸铵随着硫酸钠返回复分解反应，降低钠的转化率，使碳酸氢钠颗粒变细，水分增加，影响硫酸铵产品质量。
作为本发明优选的技术方案，步骤(4)所述蒸发结晶的温度为70-110℃，例如可以是75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃或105℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(4)所述颗粒分级的方法包括但不限于筛分分级法、沉降分级法或风力分选法。
作为本发明优选的技术方案，所述筛分分级法采用筛网进行分离。
优选地，所述筛分分级法的筛网孔径为0.5-1.5mm，例如可以是0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm或1.4mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述沉降分级法采用离心力、重力或水力旋流进行分离。
优选地，所述沉降分级法的分离因数为1-200，例如可以是5、10、20、30、50、70、80、90、100、120、140、150、160或180等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述风力分选法的风速为1-20m/s，例如可以是2m/s、4m/s、5m/s、7m/s、9m/s、10m/s、12m/s、14m/s、15m/s或18m/s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述方法包括以下步骤：
(1)将硫酸钠溶液和碳酸氢铵或氨气与二氧化碳的混合气混合，在20-50℃下进行复分解反应，得到碳酸氢钠和复分解母液；所述碳酸氢钠经煅烧后得到碳酸钠；
所述复分解反应中总钠与总碳酸氢根的摩尔比为1:(1.0-1.4)；
(2)将硫酸钠和步骤(1)所述复分解母液混合，在15-40℃下进行溶解与盐析，得到硫酸钠溶液和复盐；所述硫酸钠溶液回用于步骤(1)；
所述硫酸钠与复分解母液的质量体积比为(0.2-0.5):1g/L；
(3)将水和步骤(2)所述复盐在70-110℃下混合，进行洗涤，得到硫酸钠和富硫酸铵母液；所述硫酸钠回用于步骤(2)；
(4)对步骤(3)所述富硫酸铵母液在70-110℃下进行蒸发结晶，得到混盐或混盐浆料，混盐或混盐浆料经颗粒分级后，得到硫酸铵和硫酸钠；所述硫酸钠回用于步骤(2)；
所述颗粒分级的方法包括但不限于筛分分级法、沉降分级法或风力分选法；
所述筛分分级法的筛网孔径为0.5-1.5mm；
所述沉降分级法的分离因数为1-200；
所述风力分选法的风速为1-20m/s。
本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值，还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的方法通过将复分解母液与硫酸钠混合进行溶解与盐析，对得到的复盐进行洗涤，得到富硫酸铵母液，提高了硫酸钠的利用率；将富硫酸铵母液蒸发结晶后得到混盐，根据硫酸铵和硫酸钠的粒径不同，采用颗粒分级法快速分离出硫酸铵产品；整个工艺流程短、能耗低，转化率高，成本低，无三废产生，经济和环境效益显著。
(2)本发明提供的方法所得产品纯度高，碳酸钠产品纯度满足GB/T210-2022中工业碳酸钠Ⅱ类合格品的要求，硫酸铵产品纯度满足GB/T 535-2020中肥料级硫酸铵Ⅰ型产品的要求。
附图说明
图1为本发明提供的利用硫酸钠制备碳酸钠联产硫酸铵的方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明提供了一种利用硫酸钠制备碳酸钠联产硫酸铵的方法，其工艺流程图如图1所示，在物料的循环回用体系建立之前，所述方法的初次反应流程如下：
(1)将硫酸钠溶液和碳酸氢铵或氨气与二氧化碳的混合气混合，在20-50℃下进行复分解反应，得到碳酸氢钠和复分解母液；所述碳酸氢钠经煅烧后得到碳酸钠；
所述复分解反应中总钠与总碳酸氢根的摩尔比为1:(1.0-1.4)；
(2)将硫酸钠和步骤(1)所述复分解母液混合，在15-55℃下进行溶解与盐析，得到硫酸钠溶液和复盐；所述硫酸钠溶液回用于步骤(1)；
所述硫酸钠与复分解母液的质量体积比为(0.2-0.5):1g/L；
(3)将水和步骤(2)所述复盐在70-110℃下混合，进行洗涤，得到硫酸钠和富硫酸铵母液；所述硫酸钠回用于步骤(2)；
(4)对步骤(3)所述富硫酸铵母液在70-110℃下进行蒸发结晶，得到混盐或混盐浆料，混盐或混盐浆料经颗粒分级后，得到硫酸铵和硫酸钠；所述硫酸钠回用于步骤(2)；
所述颗粒分级的方法包括但不限于筛分分级法、沉降分级法或风力分选法。
实施例1
本实施例提供了一种利用硫酸钠制备碳酸钠联产硫酸铵的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将硫酸钠溶液和碳酸氢铵混合，在35℃下进行复分解反应，得到碳酸氢钠和复分解母液；所述碳酸氢钠经煅烧后得到碳酸钠产品；
所述复分解反应中总钠与总碳酸氢根的摩尔比为1:1.4；
(2)将硫酸钠和步骤(1)所述复分解母液混合，在30℃下进行溶解与盐析，得到硫酸钠溶液和复盐；所述硫酸钠溶液回用于步骤(1)；
所述硫酸钠与复分解母液的质量体积比为0.35:1g/L；
(3)将水和步骤(2)所述复盐在90℃下混合，进行洗涤，得到硫酸钠和富硫酸铵母液；所述硫酸钠回用于步骤(2)；
所述复盐包括Na2SO4·(NH4)2SO4·4H2O；所述水的加入量为使硫酸铵全部溶解；
(4)对步骤(3)所述富硫酸铵母液在90℃下进行蒸发结晶，得到混盐，混盐经筛分分级法分级后，得到硫酸铵和硫酸钠；所述硫酸钠回用于步骤(2)；
所述筛分分级法的筛网孔径为0.5-0.7mm。
实施例2
本实施例提供了一种利用硫酸钠制备碳酸钠联产硫酸铵的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将硫酸钠溶液、氨气与二氧化碳的混合气混合，在25℃下进行复分解反应，得到碳酸氢钠和复分解母液；所述碳酸氢钠经煅烧后得到碳酸钠产品；
所述复分解反应中总钠与总碳酸氢根的摩尔比为1:1.4；
(2)将硫酸钠和步骤(1)所述复分解母液混合，在40℃下进行溶解与盐析，得到硫酸钠溶液和复盐；所述硫酸钠溶液回用于步骤(1)；
所述硫酸钠与复分解母液的质量体积比为0.5:1g/L；
(3)将水和步骤(2)所述复盐在100℃下混合，进行洗涤，得到硫酸钠和富硫酸铵母液；所述硫酸钠回用于步骤(2)；
所述复盐包括Na2SO4·(NH4)2SO4·4H2O；所述水的加入量为使硫酸铵全部溶解；
(4)对步骤(3)所述富硫酸铵母液在100℃下进行蒸发结晶，得到混盐，混盐经筛分分级法分级后，得到硫酸铵和硫酸钠；所述硫酸钠回用于步骤(2)；
所述筛分分级法的筛网孔径为0.7-0.9mm。
实施例3
本实施例提供了一种利用硫酸钠制备碳酸钠联产硫酸铵的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将硫酸钠溶液和碳酸氢铵混合，在35℃下进行复分解反应，得到碳酸氢钠和复分解母液；所述碳酸氢钠经煅烧后得到碳酸钠产品；
所述复分解反应中总钠与总碳酸氢根的摩尔比为1:1.2；
(2)将硫酸钠和步骤(1)所述复分解母液混合，在20℃下进行溶解与盐析，得到硫酸钠溶液和复盐；所述硫酸钠溶液回用于步骤(1)；
所述硫酸钠与复分解母液的质量体积比为0.3:1g/L；
(3)将水和步骤(2)所述复盐在70℃下混合，进行洗涤，得到硫酸钠和富硫酸铵母液；所述硫酸钠回用于步骤(2)；
所述复盐包括Na2SO4·(NH4)2SO4·4H2O；所述水的加入量为使硫酸铵全部溶解；
(4)对步骤(3)所述富硫酸铵母液在70℃下进行蒸发结晶，得到混盐，混盐经风力分选法分级后，得到硫酸铵和硫酸钠；所述硫酸钠回用于步骤(2)；
所述风力分选法的风速为10m/s。
实施例4
本实施例提供了一种利用硫酸钠制备碳酸钠联产硫酸铵的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将硫酸钠溶液、氨气与二氧化碳的混合气混合，在35℃下进行复分解反应，得到碳酸氢钠和复分解母液；所述碳酸氢钠经煅烧后得到碳酸钠产品；
所述复分解反应中总钠与总碳酸氢根的摩尔比为1:1.3；
(2)将硫酸钠和步骤(1)所述复分解母液混合，在25℃下进行溶解与盐析，得到硫酸钠溶液和复盐；所述硫酸钠溶液回用于步骤(1)；
所述硫酸钠与复分解母液的质量体积比为0.4:1g/L；
(3)将水和步骤(2)所述复盐在80℃下混合，进行洗涤，得到硫酸钠和富硫酸铵母液；所述硫酸钠回用于步骤(2)；
所述复盐包括Na2SO4·(NH4)2SO4·4H2O；所述水的加入量为使硫酸铵全部溶解；
(4)对步骤(3)所述富硫酸铵母液在80℃下进行蒸发结晶，得到混盐，混盐经沉降分级法分级后，得到硫酸铵和硫酸钠；所述硫酸钠回用于步骤(2)；
所述沉降分级法采用离心力进行分级，所述沉降分级法的分离因数为100。
实施例5
本实施例提供了一种利用硫酸钠制备碳酸钠联产硫酸铵的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将硫酸钠溶液、氨气与二氧化碳的混合气混合，在40℃下进行复分解反应，得到碳酸氢钠和复分解母液；所述碳酸氢钠经煅烧后得到碳酸钠产品；
所述复分解反应中总钠与总碳酸氢根的摩尔比为1:1.0；
(2)将硫酸钠和步骤(1)所述复分解母液混合，在55℃下进行溶解与盐析，得到硫酸钠溶液和复盐；所述硫酸钠溶液回用于步骤(1)；
所述硫酸钠与复分解母液的质量体积比为0.2:1g/L；
(3)将水和步骤(2)所述复盐在85℃下混合，进行洗涤，得到硫酸钠和富硫酸铵母液；所述硫酸钠回用于步骤(2)；
所述复盐包括Na2SO4·(NH4)2SO4·4H2O；所述水的加入量为使硫酸铵全部溶解；
(4)对步骤(3)所述富硫酸铵母液在85℃下进行蒸发结晶，得到混盐，混盐经沉降分级法分级后，得到硫酸铵和硫酸钠；所述硫酸钠回用于步骤(2)；
所述沉降分级法采用重力进行分级，所述沉降分级法的分离因数为70。
实施例6
本实施例提供了一种利用硫酸钠制备碳酸钠联产硫酸铵的方法，除了步骤(1)所述复分解反应中总钠与总碳酸氢根的摩尔比为1:0.7以外，其他条件均与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供了一种利用硫酸钠制备碳酸钠联产硫酸铵的方法，除了步骤(1)所述复分解反应中总钠与总碳酸氢根的摩尔比为1:1.7以外，其他条件均与实施例1相同。
实施例8
本实施例提供了一种利用硫酸钠制备碳酸钠联产硫酸铵的方法，除了步骤(2)在60℃下进行溶解与盐析以外，其他条件均与实施例1相同。
实施例9
本实施例提供了一种利用硫酸钠制备碳酸钠联产硫酸铵的方法，除了步骤(2)所述硫酸钠与复分解母液的质量体积比为0.1:1g/L以外，其他条件均与实施例1相同。
实施例10
本实施例提供了一种利用硫酸钠制备碳酸钠联产硫酸铵的方法，除了步骤(2)所述硫酸钠与复分解母液的质量体积比为0.7:1g/L以外，其他条件均与实施例1相同。
实施例11
本实施例提供了一种利用硫酸钠制备碳酸钠联产硫酸铵的方法，除了步骤(3)所述水的加入量为仅使硫酸铵部分溶解以外，其他条件均与实施例1相同。
实施例12
本实施例提供了一种利用硫酸钠制备碳酸钠联产硫酸铵的方法，除了所述筛分分级法的筛网孔径为0.2mm以外，其他条件均与实施例1相同。
实施例13
本实施例提供了一种利用硫酸钠制备碳酸钠联产硫酸铵的方法，除了所述筛分分级法的筛网孔径为2mm以外，其他条件均与实施例1相同。
实施例14
本实施例提供了一种利用硫酸钠制备碳酸钠联产硫酸铵的方法，除了所述风力分选法的风速为0.5m/s以外，其他条件均与实施例3相同。
实施例15
本实施例提供了一种利用硫酸钠制备碳酸钠联产硫酸铵的方法，除了所述风力分选法的风速为25m/s以外，其他条件均与实施例3相同。
对比例1
本对比例提供了一种利用硫酸钠制备碳酸钠联产硫酸铵的方法，除了未进行步骤(3)，直接将复盐进行蒸发结晶以外，其他条件均与实施例1相同。
对上述实施例和对比例所得碳酸钠产品的总碱量、硫酸铵产品的氮含量进行测定，结果如表1所示。
表1
由表1可以得出以下几点：
(1)本发明实施例1-5提供的利用硫酸钠制备碳酸钠联产硫酸铵的方法，所得产品纯度高，碳酸钠产品纯度满足GB/T 210-2022中工业碳酸钠Ⅱ类合格品的要求，硫酸铵产品纯度满足GB/T 535-2020中肥料级硫酸铵Ⅰ型产品的要求；
(2)综合实施例1和实施例6-7对比可知，复分解反应中总钠与总碳酸氢根的摩尔比对碳酸钠产品纯度影响不大，但如果碳酸氢根含量太低，会导致钠的转化率降低，使碳酸钠产出变少；如果碳酸氢根含量太高，未反应的碳酸氢根随碳酸氢钠煅烧时分解，造成原料浪费；
(3)综合实施例1和实施例8对比可知，步骤(2)中溶解与盐析过程时，如果温度太高，不仅碳酸氢铵会分解，且在该温度下无法产生复盐；综合实施例1和实施例9-10对比可知，当步骤(2)中硫酸钠加入量过少时，因硫酸钠未饱和，导致无复盐产生，更无法产生硫酸铵；当步骤(2)中硫酸钠加入量过多时，因硫酸钠加入量远大于理论量，导致无法形成硫酸钠与复盐混合物，使洗涤过澄液固比太低，分离难度加大，分离时间变长，硫酸铵产品纯度略微下降；
(4)综合实施例1和实施例11对比可知，复盐洗涤时，如果水的加入量不够，会有部分硫酸铵随着硫酸钠返回复分解反应，降低钠的转化率，使碳酸氢钠颗粒变细，水分增加，影响碳酸钠产品质量；
(5)综合实施例1和实施例12-13对比可知，硫酸铵产品氮含量与分级设备的参数密切相关，由于硫酸铵产品颗粒粒径较大，孔径越大，硫酸铵产品氮含量越高；但如果筛网孔径太小，硫酸钠会混入硫酸铵产品中，降低硫酸铵产品氮含量，如果筛网孔径太大，会有一部分硫酸铵混入硫酸钠中，返回复分解反应，降低碳酸钠产品纯度；综合实施例3和实施例14-15对比可知，当分级时的风速过小时，因硫酸钠和硫酸铵难以分开，二者互相夹带，导致硫酸铵产品质量不合格，硫酸钠与硫酸铵一同返回复分解反应，使碳酸钠产品粒度变小，进而影响纯度；当分级时的风速过大时,硫酸钠难以沉降，大多数跟着硫酸铵进入硫酸铵产品，导致硫酸铵产品纯度低；
(6)综合实施例1和对比例1对比可知，若未洗涤复盐，直接将复盐蒸发结晶时，因蒸发获得的晶体中硫酸钠含量高，导致硫酸铵与硫酸钠分离困难，降低了硫酸铵产品纯度。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种利用硫酸钠制备碳酸钠联产硫酸铵的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将硫酸钠溶液和碳酸氢铵或氨气与二氧化碳的混合气混合，进行复分解反应，得到碳酸氢钠和复分解母液；所述碳酸氢钠经煅烧后得到碳酸钠；
(2)将硫酸钠和步骤(1)所述复分解母液混合，进行溶解与盐析，得到硫酸钠溶液和复盐；所述硫酸钠溶液回用于步骤(1)；
(3)将水和步骤(2)所述复盐混合，进行洗涤，得到硫酸钠和富硫酸铵母液；所述硫酸钠回用于步骤(2)；
(4)对步骤(3)所述富硫酸铵母液进行蒸发结晶，得到混盐或混盐浆料，混盐或混盐浆料经颗粒分级后，得到硫酸铵和硫酸钠；所述硫酸钠回用于步骤(2)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述复分解反应中总钠与总碳酸氢根的摩尔比为1:(1.0-1.4)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述复分解反应的温度为20-50℃。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述溶解与盐析的温度为15-55℃。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述硫酸钠与复分解母液的质量体积比为(0.2-0.5):1g/L。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述复盐包括Na2SO4·(NH4)2SO4·4H2O；
优选地，步骤(3)所述混合的温度为70-110℃。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述蒸发结晶的温度为70-110℃。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述颗粒分级的方法包括但不限于筛分分级法、沉降分级法或风力分选法。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述筛分分级法采用筛网进行分离；
优选地，所述筛分分级法的筛网孔径为0.5-1.5mm；
优选地，所述沉降分级法采用离心力、重力或水力旋流进行分离；
优选地，所述沉降分级法的分离因数为1-200；
优选地，所述风力分选法的风速为1-20m/s。
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将硫酸钠溶液和碳酸氢铵或氨气与二氧化碳的混合气混合，在20-50℃下进行复分解反应，得到碳酸氢钠和复分解母液；所述碳酸氢钠经煅烧后得到碳酸钠；
所述复分解反应中总钠与总碳酸氢根的摩尔比为1:(1.0-1.4)；
(2)将硫酸钠和步骤(1)所述复分解母液混合，在15-55℃下进行溶解与盐析，得到硫酸钠溶液和复盐；所述硫酸钠溶液回用于步骤(1)；
所述硫酸钠与复分解母液的质量体积比为(0.2-0.5):1g/L；
(3)将水和步骤(2)所述复盐在70-110℃下混合，进行洗涤，得到硫酸钠和富硫酸铵母液；所述硫酸钠回用于步骤(2)；
(4)对步骤(3)所述富硫酸铵母液在70-110℃下进行蒸发结晶，得到混盐或混盐浆料，混盐或混盐浆料经颗粒分级后，得到硫酸铵和硫酸钠；所述硫酸钠回用于步骤(2)；
所述颗粒分级的方法包括但不限于筛分分级法、沉降分级法或风力分选法；
所述筛分分级法的筛网孔径为0.5-1.5mm；
所述沉降分级法的分离因数为1-200；
所述风力分选法的风速为1-20m/s。
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