CN117446831A - 硫酸钠联氨制碱法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于碳酸钠制备技术领域，以石灰石和硫酸钠为原料，以氨气为循环媒介，制备纯碱，联产硫酸钙，无废渣、废水。
Description
技术领域
本发明属于碳酸钠制备技术领域，具体涉及以石灰石和硫酸钠为原料，以氨气为循环媒介，制备纯碱，联产硫酸钙。
背景技术
碳酸钠为大宗化工原料，目前一般由氨碱法(索尔维制碱法)或联碱法(侯氏制碱法)制取，原料氯化钠大多为海水晾晒并精制或经盐井获得。氨碱法产生大量含氯化钙和氯化钠的高盐废水。
我国硫酸钠产生量大，大量硫酸钠过剩，并在堆场堆存，环境风险及资源浪费严重。如能以硫酸钠代替氯化钠为原料制备碳酸钠，经济效益及环境效益极为显著。
发明内容
本发明提供一种以石灰石和硫酸钠为原料，以氨气为循环媒介，制备纯碱，联产硫酸钙，无废渣、废水，通过采用以下技术方案得以实现，具体步骤如下：
S1碳酸氢钠的制备：向硫酸钠饱和溶液中通二氧化碳和氨气，硫酸钠被碳酸化成碳酸氢钠，固液分离得到碳酸氢钠和碳酸化母液；
S2纯碱的制备：步骤S1所得的碳酸氢钠煅烧得到纯碱和二氧化碳，二氧化碳返回步骤S1；
S3碳酸化母液脱铵：步骤S1所得的碳酸化母液加硫酸钠析出硫酸铵钠复盐，固液分离得到复盐和硫酸钠溶液，硫酸钠溶液返回步骤S1；
S4碳酸钙煅烧得到二氧化碳和生石灰，二氧化碳用于步骤S1；
S5步骤S4所得的生石灰用碳酸化母液配制石灰乳；
S6用碳酸化母液溶解硫酸铵钠复盐，加石灰乳苛化、蒸氨，得到氨气，固液分离得到硫酸钠溶液和硫酸钙，氨气、硫酸钠溶液返回步骤S1制备碳酸氢钠；
S7原理：
S71复分解反应制备碳酸氢钠：2CO2+2NH3+Na2SO4+2H2O＝2NaHCO3↓+(NH4)2SO4
S72煅烧碳酸氢钠制备碳酸钠：2NaHCO3＝Na2CO3+CO2↑+H2O
S73苛化蒸氨：(NH4)2SO4+Ca(OH)2＝Ca SO4·2H2O↓+2NH3↑
S74石灰石煅烧：CaCO3＝CaO+CO2↑
S75生石灰消化：CaO+H2O＝Ca(OH)2
S76总反应：CaCO3+Na2SO4+2H2O—→Na2CO3+CaSO4·2H2O
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合说明书附图，对本发明的具体实施方式做进一步的具体说明。
1用氢氧化钙除镁、碳酸钠除钙精制硫酸钠饱和溶液；
2向硫酸钠饱和溶液中以1:1摩尔比通二氧化碳和氨气制备碳酸氢钠，固液分离出碳酸化母液；
3碳酸氢钠煅烧制备纯碱，煅烧产生的二氧化碳回用于制备碳酸氢钠；
4碳酸化母液加硫酸钠析出硫酸铵钠复盐；
5用碳酸化母液与生石灰配制石灰乳；
5用碳酸化母液溶解硫酸铵钠复盐，加石灰乳苛化、蒸氨，氨气返回制备碳酸氢钠；
6蒸氨后料浆固液分离，得硫酸钠溶液和硫酸钙，硫酸钠溶液返回制备碳酸氢钠；
7碳酸钙煅烧，所得二氧化碳用于制备碳酸氢钠；所得生石灰用于制备石灰乳；
8硫酸钙洗涤烘干。
Claims (6)
1.硫酸钠联氨制碱法，以石灰石和硫酸钠为原料，以氨气为循环媒介，制备纯碱，联产硫酸钙，其特征在于以下步骤：
S1碳酸氢钠的制备：向硫酸钠饱和溶液中通二氧化碳和氨气，硫酸钠被碳酸化成碳酸氢钠，固液分离得到碳酸氢钠和碳酸化母液；
S2纯碱的制备：步骤S1所得的碳酸氢钠煅烧得到纯碱和二氧化碳，二氧化碳返回步骤S1；
S3碳酸化母液脱铵：步骤S1所得的碳酸化母液加硫酸钠析出硫酸铵钠复盐，固液分离得到复盐和硫酸钠溶液，硫酸钠溶液返回步骤S1；
S4碳酸钙煅烧得到二氧化碳和生石灰，二氧化碳用于步骤S1；
S5步骤S4所得的生石灰用碳酸化母液配制石灰乳；
S6用碳酸化母液溶解硫酸铵钠复盐，加石灰乳苛化、蒸氨，得到氨气，固液分离得到硫酸钠溶液和硫酸钙，氨气、硫酸钠溶液返回步骤S1制备碳酸氢钠。
2.根据权利要求1步骤S1所述，通入硫酸钠饱和溶液的二氧化碳与氨气摩尔比1:1。
3.根据权利要求1步骤S1所述的硫酸钠饱和溶液，通常是指去除钙镁离子的硫酸钠饱和溶液。
4.根据权利要求1步骤S3所述的硫酸钠，硫酸钠质量分数大于98％。
5.根据权利要求1步骤S3所述的复盐，主成份为(NH4)2SO4·Na2SO4·4H2O。
6.根据权利要求1所述，配制灰石乳、溶解复盐用碳酸化母液，以保持系统的水平衡。
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Cited By (1)
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| CN117682539A (zh) * | 2024-02-04 | 2024-03-12 | 北京康仑循环科技有限公司 | 一种以碳酸钙和硫酸钠为原料生产纯碱和高强石膏的方法 |
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2023
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| CN117682539B (zh) * | 2024-02-04 | 2024-04-19 | 北京康仑循环科技有限公司 | 一种以碳酸钙和硫酸钠为原料生产纯碱和高强石膏的方法 |
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