CN1962444A - 一种以工业盐渣生产纯碱的新工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纯碱的生产方法，它以固体碳铵和主要成份为NaCl、含有Na₂CO₃、NaOH的工业盐渣为原料，其步骤是将工业盐渣用饱和盐水洗涤后，配制成饱和溶液，按1∶1～1∶1.05摩尔比的量加入固体碳铵，在反应设备中进行碳化反应，得到含有碳酸氢钠和氯化铵的固液混合物；将碳酸氢钠与反应母液分离，洗涤除去氯离子(氯化钠和氯化铵)，煅烧得纯碱成品。本发明可同时副产氯化铵，能将工业盐渣进行回收，对设备无特殊要求，投资小，工艺简单，易操作，无新的三废产生，成本低，具有经济可行性，能变废为宝。

Description

一种以工业盐渣生产纯碱的新工艺

技术领域

本发明涉及一种纯碱的生产方法，特别涉及一种以工业盐渣生产纯碱的方法。

背景技术

纯碱是基本的化工原料，广泛用于化学工业、农业、冶金工业、国防工业、建材工业、制药以及日用品工业，在中国国民经济建设中占有非常重要的地位。目前，中国纯碱生产远跟不上国民经济发展的要求，产品走俏；而氯化铵也是一种广受欢迎的氮肥。在现有技术中，国内多数是采用由制取重碱和氯化铵的联合制碱法。这种方法必须配置产生二氧化碳和合成氨的昂贵设备，制取重碱的高大的碳化塔等大型设备。其设备庞大、工艺复杂、投资大、场地大、操作难度大。加入中间盐生产纯碱和氯化铵的工艺，产品质量受到限制，尚无工业化的报道。加酸碱调节PH值的工艺，耗费大量的酸碱，成本提高，浪费严重，不具有工业可行性。

而在水合肼的生产过程中不可避免地要产生大量的主要成份为NaCl，含有NaOH、Na₂CO₃等杂质的工业盐渣，因为这些杂质难以有效的分离，现有技术的回收成本过高，不具有经济可行性，这些工业盐渣一般作废渣处理，既污染环境，又浪费能源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以工业盐渣生产纯碱及氯化铵的方法，它以工业盐渣为原料，生产纯碱，同时能副产氯化铵，能将工业盐渣进行回收，对设备无特殊要求，投资小，工艺简单，易操作，无新的三废产生，成本低，具有经济可行性，能变废为宝。

本发明的技术方案为：一种以工业盐渣生产纯碱的新工艺，它以固体碳铵和主要成份为NaCl、含有Na₂CO₃、NaOH的工业盐渣为原料，其生产步骤如下：

步骤1：将工业盐渣用饱和盐水洗涤，得到洗涤母液和洗盐；

步骤2：将洗盐配制成溶液，按1∶1~1∶1.05摩尔比加入固体碳铵，在反应设备中进行碳化反应，得到含有碳酸氢钠和氯化铵的固液混合物；

步骤3：将步骤2得到的固液混合物离心分离，得碳酸氢钠固体和反应母液；

步骤4：将碳酸氢钠固体洗涤除去氯离子，煅烧得纯碱成品；

作为对本发明的进一步改进，它还包括步骤5：将步骤1得到的洗涤母液冷冻，得到冷冻母液和十水碳酸钠晶体，冷冻母液返回步骤1用于配制饱和盐水；

作为对本发明的进一步改进，它还包括步骤6：将步骤3得到的反应母液在40～50℃下保温12~24h，然后进入冷冻析出设备冷冻析出NH₄Cl固体；

作为对本发明的进一步改进，它还包括步骤7：冷析母液自冷冻析出设备溢流至盐析设备，加盐后析出混合结晶物，经分离设备分离，液体返回步骤2用作配制碳化反应溶液的溶剂，固体晶浆返回步骤6进入冷冻析出设备；

作为对本发明的进一步改进，它还包括步骤8：将步骤6保温过程中所挥发的气体氨经5～10％H₂SO₄吸收，制成副产品(NH₄)₂SO₄；

作为对本发明的进一步改进，所述的工业盐渣是水合肼生产过程中的副产品，它含有少量Na₂CO₃、NaOH；

作为对本发明的进一步改进，步骤3的反应温度30～40℃，时间1~1.2h；

作为对本发明的进一步改进，所述的分离设备为旋液分离器。

本发明的主要反应机理是：氯化钠与碳酸氢铵进行复分解反应，生成碳酸氢钠与氯化铵。主反应方程式如下：

NaCl+NH₄HCO₃→NaHCO₃↓+NH₄Cl

其它反应的反应式为：

步骤5：Na₂CO₃+10H₂O→Na₂CO₃·10H₂O

步骤6：NaHCO₃+NH₄Cl→NH₄HCO₃+NaCl

步骤8：2NH₃+H₂SO₄→(NH₄)₂SO₄

本发明的有益效果是：

本发明能以工业盐渣为原料生产纯碱，同时副产氯化铵，具有工艺流程短，设备简单，反应条件温和，原料利用率高，物料循环利用，无新的三废污染产生，产品质量高，投资省等优点。所生产的纯碱质量达到国家标准，副产的氯化铵可作农用肥料。

由于增加了步骤5，它可使工业盐渣中的碳酸钠得到回收利用，既不污染环境，又产生一定的经济效益；

由于增加了步骤6，它可使溶解在氯化铵母液中的碳酸氢钠转化为碳酸氢铵，再分解成氨和二氧化碳，从而降低碳酸氢根的浓度，使氯化铵冷析时碳酸氢钠析出量减少，达到提高氯化铵质量的目的；

由于增加了步骤7，它可使盐析时析出的碳酸氢钠与氯化铵根据密度和颗粒大小作初步分离，从而减少冷析时的负荷；

由于增加了步骤8，它可使步骤6产生的氨气得到回收利用，既不污染环境，又产生一定的效益，降低工艺的成本。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1：

一种以工业盐渣生产纯碱的新工艺，它以固体碳铵和主要成份为NaCl、含有Na₂CO₃、NaOH的水合肼生产过程中的工业盐渣为原料，其生产步骤如下：

步骤1：将1600kg水合肼副产盐渣按体积比V_盐∶V_水＝3∶7的比例用饱和盐水洗涤，离心分离，洗涤母液循环使用；

步骤2：将1318kg洗盐配成饱和溶液缓慢加入碳铵1904.5kg(按1∶1.05摩尔比)，在碳化反应槽中进行碳化反应，控制反应温度30℃，时间1小时，得到含有碳酸氢钠和氯化铵的固液混合物；

步骤3：将步骤2得到的固液混合物离心分离，得碳酸氢钠固体1700kg和反应母液；

步骤4：将碳酸氢钠固体洗涤除去氯离子，煅烧得纯碱成品1052kg；

步骤5：将步骤1得到的洗涤母液冷冻，得到冷冻母液和十水碳酸钠晶体960kg；

步骤6：将步骤3得到的反应母液经40℃保温12h后析出NH₄Cl499kg。

步骤7：将冷析母液加盐配成总[Cl^-]＝5.3mol/L的溶液，盐析出混合结晶物，经旋液分离器分离，上层液体返回步骤2用作配制碳化反应溶液的溶剂，下层固体晶浆返回步骤6进入冷冻析出设备，离心分离，析出NH₄Cl609.9kg；

步骤8：将步骤6保温过程中所挥发的气体氨经5％H₂SO₄吸收，制成副产品(NH₄)₂SO₄150kg。

实施例2：

参照实施例1，不同之处在于：

步骤2中加入的碳铵量按1∶1摩尔比为1813kg，控制的反应温度为40℃，时间为1.1小时；

步骤3得到的碳酸氢钠固体为1620kg；

步骤4得到的纯碱为1001kg；

步骤6中反应母液保温温度为50℃，保温时间为24h，析出的NH₄Cl为485kg；

步骤7得到的NH₄Cl为585kg；

步骤8中H₂SO₄浓度为10％，得到(NH₄)₂SO₄157kg。

实施例3：

参照实施例1，不同之处在于：

步骤2中加入的碳铵量按1∶1.02摩尔比为1850kg，控制的反应温度为40℃，时间为1.2小时；

步骤3得到的碳酸氢钠固体为1636kg；

步骤4得到的纯碱为1011kg；

步骤6中反应母液保温温度为50℃，保温时间为24h，析出的NH₄Cl为475kg；

步骤7得到的NH₄Cl为570kg；

步骤8中H₂SO₄浓度为10％，得到(NH₄)₂SO₄154kg。

本发明包含但不限于上述实施方式，只要采用了固体碳铵和主要成份为NaCl、含有Na₂CO₃、NaOH的工业盐渣为原料生产纯碱的方法，即属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1、一种以工业盐渣生产纯碱的新工艺，其特征在于：它以固体碳铵和主要成份为NaCl、含有Na₂CO₃、NaOH的工业盐渣为原料，其生产步骤如下：

步骤1：将工业盐渣用饱和盐水洗涤，得到洗涤母液和洗盐；

步骤2：将洗盐配制成溶液，按1∶1～1∶1.05摩尔比加入固体碳铵，在反应设备中进行碳化反应，得到含有碳酸氢钠和氯化铵的固液混合物；

步骤3：将步骤2得到的固液混合物离心分离，得碳酸氢钠固体和反应母液；

步骤4：将碳酸氢钠固体洗涤除去氯离子，煅烧得纯碱成品；。

2、根据权利要求1所述的以工业盐渣制纯碱的新工艺，其特征在于：它还包括步骤5：将步骤1得到的洗涤母液冷冻，得到冷冻母液和十水碳酸钠晶体，冷冻母液返回步骤1用于配制饱和盐水；

3、根据权利要求1或2所述的以工业盐渣制纯碱的新工艺，其特征在于它还包括步骤6：将步骤3得到的反应母液在40～50℃下保温12～24h，然后进入冷冻析出设备冷冻析出NH₄Cl固体；

4、根据权利要求2或3所述的以工业盐渣制纯碱的新工艺，其特征在于：它还包括步骤7：冷析母液自冷冻析出设备溢流至盐析设备，加盐后析出混合结晶物，经分离设备分离，液体返回步骤2用作配制碳化反应溶液的溶剂，固体晶浆返回步骤6进入冷冻析出设备；

5、根据权利要求3或4所述的以工业盐渣制纯碱的新工艺，其特征在于：它还包括步骤8：将步骤6保温过程中所挥发的气体氨经5～10％H₂SO₄吸收，制成副产品(NH₄)₂SO₄。

6、根据权利要求1-5任一项所述的以工业盐渣制纯碱的新工艺，其特征在于：所述的工业盐渣是水合肼生产过程中的副产品，它含有少量Na₂CO₃、NaOH。

7、根据权利要求1-6任一项所述的以工业盐渣制纯碱的新工艺，其特征在于：步骤3的反应温度30～40℃，时间1～1.2h。

8、根据权利要求4-7任一项所述的以工业盐渣制纯碱的新工艺，其特征在于：所述的分离设备为旋液分离器。

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