JP2023065761A - Production method of sodium carbonate - Google Patents

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Abstract

To improve the production efficiency of sodium carbonate by industrially and stably producing sodium carbonate with low content of coarse and fine powder, and to provide a simple and economical sodium carbonate production method.SOLUTION: This invention provides a method for producing sodium carbonate by contacting carbon dioxide with an aqueous sodium hydroxide solution, wherein the pH of the aqueous solution containing sodium carbonate after contacting carbon dioxide with the aqueous sodium hydroxide solution is adjusted to 13.0 to 14.5 to precipitate a sodium carbonate monohydrate, then the sodium carbonate monohydrate is obtained by solid-liquid separation, the sodium carbonate monohydrate is then dispersed in water or an aqueous solution containing sodium carbonate to obtain a fluid dispersion of sodium carbonate monohydrate, and the dispersion is then brought into contact with carbon dioxide.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は炭酸ナトリウムの製造方法に関する。詳しくは、微粉や粗粉の含有量の少ない炭酸ナトリウムを工業的に安定的に製造することが可能な炭酸ナトリウムの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing sodium carbonate. Specifically, the present invention relates to a method for producing sodium carbonate that enables industrially stable production of sodium carbonate with a low content of fine powder and coarse powder.

炭酸ナトリウムは、種々の工業におけるアルカリ剤、或いは、ガラスの原料等に広く用いられている化合物である(特許文献1参照)。炭酸ナトリウムは、例えばアンモニア-ソーダ法にて製造される。即ちアンモニア-ソーダ法では、石灰石を加熱して発生する二酸化炭素ガスとアンモニア及び食塩を含む水溶液とを接触させて(炭酸化工程)、炭酸水素ナトリウムを含有するスラリーを得、次いで該炭酸水素ナトリウムを含むスラリーより、炭酸水素ナトリウムを固液分離し、得られた該炭酸水素ナトリウムを加熱することにより、炭酸ナトリウムを製造する。 Sodium carbonate is a compound that is widely used as an alkali agent in various industries or as a raw material for glass (see Patent Document 1). Sodium carbonate is produced, for example, by the ammonia-soda method. That is, in the ammonia-soda method, carbon dioxide gas generated by heating limestone is brought into contact with an aqueous solution containing ammonia and common salt (carbonation step) to obtain a slurry containing sodium hydrogen carbonate, and then the sodium hydrogen carbonate is obtained. Sodium carbonate is produced by solid-liquid separation of sodium hydrogen carbonate from a slurry containing and heating the obtained sodium hydrogen carbonate.

上記製造方法で得られる炭酸ナトリウムは、粒径が小さく、嵩密度が小さい、所謂ライト灰である。このライト灰は、用途によっては、扱いづらい場合がある。そこで、該ライト灰に水を散布することで、粒径や嵩密度の大きな炭酸ナトリウム一水和物を生成させて、該炭酸ナトリウム一水和物を乾燥させることで、粒径や嵩密度の大きな炭酸ナトリウム(所謂デンス灰)を製造することができる。 The sodium carbonate obtained by the above production method is so-called light ash having a small particle size and a low bulk density. This light ash can be difficult to handle depending on the application. Therefore, by spraying water on the light ash, sodium carbonate monohydrate having a large particle size and bulk density is generated, and by drying the sodium carbonate monohydrate, the particle size and bulk density are reduced. Large sodium carbonate (so-called dense ash) can be produced.

あるいは、炭酸ナトリウムを一旦水に溶解させて炭酸ナトリウムを含む水溶液とし、次いで水溶液中の水を蒸発させることで、粒径や嵩密度の大きな炭酸ナトリウム一水和物を析出させて、固液分離により単離した炭酸ナトリウム一水和物を乾燥させることで、粒径や嵩密度の大きな炭酸ナトリウム(所謂デンス灰)を製造することができる。 Alternatively, sodium carbonate is once dissolved in water to form an aqueous solution containing sodium carbonate, and then the water in the aqueous solution is evaporated to precipitate sodium carbonate monohydrate having a large particle size and bulk density, followed by solid-liquid separation. By drying sodium carbonate monohydrate isolated by, it is possible to produce sodium carbonate having a large particle size and bulk density (so-called dense ash).

このように、炭酸ナトリウム一水和物の粒径や嵩密度等が最終的に得られる炭酸ナトリウムの粒径や嵩密度等に影響を与えることが知られている一方で、炭酸ナトリウム一水和物の析出時に微粉や粗粉が析出することも知られている。そこで、炭酸ナトリウム一水和物析出時の微粉の析出を低減させる製造方法が種々提案されている。具体的には、水酸化ナトリウム水溶液と二酸化炭素ガスとを接触せしめて炭酸ナトリウム一水和物を製造する際に、所定の温度で、且つ水酸化ナトリウム水溶液中の水酸化ナトリウムの濃度を所定の範囲に調整することで粒径や嵩密度の大きな炭酸ナトリウム一水和物を製造する方法が提案されている(特許文献2参照)。 As described above, it is known that the particle size, bulk density, etc. of sodium carbonate monohydrate affect the particle size, bulk density, etc. of the finally obtained sodium carbonate. It is also known that fine powders and coarse powders are precipitated during precipitation of substances. Therefore, various production methods have been proposed to reduce the precipitation of fine powder during the precipitation of sodium carbonate monohydrate. Specifically, when producing sodium carbonate monohydrate by bringing an aqueous sodium hydroxide solution and carbon dioxide gas into contact, the concentration of sodium hydroxide in the aqueous sodium hydroxide solution is adjusted to a predetermined temperature at a predetermined temperature. A method for producing sodium carbonate monohydrate having a large particle size and bulk density by adjusting the range is proposed (see Patent Document 2).

特公昭46-033215号公報Japanese Patent Publication No. 46-033215 特公昭46-012291号公報Japanese Patent Publication No. 46-012291 特公昭55-049007号公報Japanese Patent Publication No. 55-049007

上記特許文献2に開示された方法においても粒径や嵩密度の大きな炭酸ナトリウム一水和物を製造することができるものの、固液分離した炭酸ナトリウム一水和物に水酸化ナトリウムを含む液が付着しているため、乾燥して炭酸ナトリウムを製造する際に、炭酸ナトリウムの凝集粒子が副生する点、及び乾燥機の乾燥機の内部表面に腐食が発生することが判明し、工業的に安定的に製造する点でなお改善の余地があった。一方、水酸化ナトリウムが付着した炭酸ナトリウム一水和物を二酸化炭素含有ガスを用いて流動乾燥すると共に、微細な炭酸ナトリウム一水和物を分離除去した後に、炭酸ナトリウム一水和物をか焼することで炭酸ナトリウムを得る方法も提案されている(特許文献3参照)。 Although sodium carbonate monohydrate having a large particle size and bulk density can be produced by the method disclosed in Patent Document 2, the solid-liquid separated sodium carbonate monohydrate contains a liquid containing sodium hydroxide. Since it adheres, it was found that when drying to produce sodium carbonate, aggregated particles of sodium carbonate are by-produced, and corrosion occurs on the inner surface of the dryer. There is still room for improvement in terms of stable production. On the other hand, the sodium carbonate monohydrate adhering to sodium hydroxide is fluidized and dried using a carbon dioxide-containing gas, and after separating and removing fine sodium carbonate monohydrate, the sodium carbonate monohydrate is calcined. A method for obtaining sodium carbonate has also been proposed (see Patent Document 3).

しかしながら、特許文献3に開示された方法では、付着した水酸化ナトリウムと二酸化炭素により副生する微細な炭酸ナトリウム一水和物により流動乾燥機内に詰まりが生じやすい点、多段の乾燥工程を要する点でなお改善の余地があった。 However, in the method disclosed in Patent Document 3, fine sodium carbonate monohydrate, which is a by-product of adhering sodium hydroxide and carbon dioxide, tends to clog the inside of the fluidized dryer, and requires multi-stage drying processes. There was still room for improvement.

すなわち本発明の目的は、粗粉及び微粉の含有量の少ない炭酸ナトリウムを工業的に安定的に製造することで炭酸ナトリウムの生産効率を向上させ、簡便で経済的な炭酸ナトリウムの製造方法を提供することにある。 That is, the object of the present invention is to provide a simple and economical method for producing sodium carbonate by improving the production efficiency of sodium carbonate by industrially stably producing sodium carbonate with a low content of coarse powder and fine powder. to do.

本発明者らは上記課題に鑑み、鋭意検討を行った。その結果、水酸化ナトリウム溶液と二酸化炭素との反応では、反応がある程度進行するまでは固体が析出し、この固体は、粗粉や微粉が少ない炭酸ナトリウムの一水和物であることが判明した。しかしながらさらに反応を進行させると析出した固体が再溶解し、析出した固体が収縮することも判明した。 In view of the above problems, the inventors of the present invention conducted intensive studies. As a result, in the reaction between sodium hydroxide solution and carbon dioxide, a solid precipitated until the reaction progressed to a certain extent, and it was found that this solid was sodium carbonate monohydrate with little coarse powder or fine powder. . However, it was also found that if the reaction was allowed to proceed further, the precipitated solids would re-dissolve and the precipitated solids would shrink.

そこで、溶液中への再溶解を抑制させつつ炭酸ナトリウム一水和物を析出させる方法を検討した結果、二酸化炭素と水酸化ナトリウム水溶液とを接触させた後の炭酸ナトリウム一水和物を含む水溶液のpHを所定の範囲とすることで、粒径や嵩密度の大きな炭酸ナトリウム一水和物を製造することができることを見出した。さらに、得られた炭酸ナトリウム一水和物を固液分離により分離しても炭酸ナトリウム一水和物の結晶には分離されなかった水溶液に含まれる水酸化ナトリウムが残存するが、該炭酸ナトリウム一水和物を水又は炭酸ナトリウムを含む水溶液に分散した分散液を調製し、該分散液に二酸化炭素を接触させることで水酸化ナトリウムを除去できることを見出し本発明を完成させるに至った。 Therefore, as a result of studying a method for precipitating sodium carbonate monohydrate while suppressing re-dissolution in the solution, an aqueous solution containing sodium carbonate monohydrate after contacting carbon dioxide with an aqueous sodium hydroxide solution It was found that by setting the pH of the solution to a predetermined range, sodium carbonate monohydrate having a large particle size and bulk density can be produced. Furthermore, even if the obtained sodium carbonate monohydrate is separated by solid-liquid separation, the sodium hydroxide contained in the aqueous solution that is not separated into crystals of sodium carbonate monohydrate remains. The inventors have found that sodium hydroxide can be removed by preparing a dispersion in which the hydrate is dispersed in water or an aqueous solution containing sodium carbonate, and bringing the dispersion into contact with carbon dioxide, thereby completing the present invention.

すなわち本発明は、二酸化炭素と水酸化ナトリウム水溶液とを接触させて、炭酸ナトリウムを得る製造方法であって、前記二酸化炭素と水酸化ナトリウム水溶液とを接触させた後の炭酸ナトリウムを含む水溶液のpHを13.0~14.5として炭酸ナトリウム一水和物を析出せしめ、次いで、固液分離により炭酸ナトリウム一水和物を得、次いで得られた炭酸ナトリウム一水和物を水又は炭酸ナトリウムを含む水溶液に分散させて炭酸ナトリウム一水和物の分散液を得た後、該分散液と二酸化炭素とを接触させることを特徴とする炭酸ナトリウムの製造方法である。 That is, the present invention is a production method for obtaining sodium carbonate by contacting carbon dioxide with an aqueous sodium hydroxide solution, wherein the pH of the aqueous solution containing sodium carbonate after contacting the carbon dioxide with the aqueous sodium hydroxide solution is is 13.0 to 14.5 to precipitate sodium carbonate monohydrate, then solid-liquid separation to obtain sodium carbonate monohydrate, then the obtained sodium carbonate monohydrate is mixed with water or sodium carbonate a sodium carbonate monohydrate dispersion by dispersing it in an aqueous solution containing sodium carbonate, and then bringing the dispersion into contact with carbon dioxide.

上記本発明は、以下の態様を好適に採りうる。 The present invention can preferably adopt the following aspects.

(1)前記二酸化炭素を接触させた炭酸ナトリウム一水和物の分散液より、固液分離により炭酸ナトリウム一水和物を得、次いで、得られた炭酸ナトリウム一水和物を乾燥して炭酸ナトリウムを得ること。
(2)前記水酸化ナトリウム水溶液の濃度が25質量%より高いこと。
(3)前記固液分離が湿式サイクロンであること。
(4)前記固液分離で分離された液を二酸化炭素と接触せしめる水酸化ナトリウム水溶液として用いること。
(5)前記水酸化ナトリウム水溶液と接触せしめる二酸化炭素が二酸化炭素を含む排ガスであること。
(6)上記(5)における二酸化炭素を含む排ガスが、アンモニア-ソーダ工程で発生する排ガスであること。
(1) From the dispersion of sodium carbonate monohydrate contacted with carbon dioxide, sodium carbonate monohydrate is obtained by solid-liquid separation, and then the obtained sodium carbonate monohydrate is dried to obtain carbonic acid. getting sodium.
(2) The concentration of the aqueous sodium hydroxide solution is higher than 25% by mass.
(3) The solid-liquid separation is a wet cyclone.
(4) Using the liquid separated by the solid-liquid separation as an aqueous sodium hydroxide solution to be brought into contact with carbon dioxide.
(5) The carbon dioxide to be brought into contact with the aqueous sodium hydroxide solution is an exhaust gas containing carbon dioxide.
(6) The exhaust gas containing carbon dioxide in (5) above is an exhaust gas generated in an ammonia-soda process.

本発明は、二酸化炭素と水酸化ナトリウム水溶液とを接触させた後の水溶液のpHを所定の範囲として炭酸ナトリウム一水和物を析出させること、及び析出した炭酸ナトリウム一水和物を固液分離した後、水又は炭酸ナトリウムを含む水溶液に分散し、該分散液に二酸化炭素を接触させることが特徴である。このような製造方法により、粗粉や微粉の含有量の少ない炭酸ナトリウム一水和物を得ることができる。そして、得られた炭酸ナトリウム一水和物を乾燥させることで、粗粉や微粉の含有量の少ない炭酸ナトリウム(デンス灰)を得ることができる。 The present invention is to precipitate sodium carbonate monohydrate with the pH of the aqueous solution after contacting carbon dioxide and sodium hydroxide aqueous solution within a predetermined range, and solid-liquid separation of the precipitated sodium carbonate monohydrate. After that, it is dispersed in water or an aqueous solution containing sodium carbonate, and the dispersion is brought into contact with carbon dioxide. By such a production method, it is possible to obtain sodium carbonate monohydrate with a low content of coarse powder and fine powder. By drying the obtained sodium carbonate monohydrate, it is possible to obtain sodium carbonate (dense ash) containing less coarse powder and fine powder.

そして、固液分離によって分離した炭酸ナトリウム一水和物を水又は炭酸ナトリウムの水溶液に分散させて炭酸ナトリウム一水和物の分散液を得た後、該分散液と二酸化炭素とを接触させることで、分離した炭酸ナトリウム一水和物から分離されなかった水溶液中に残存する水酸化ナトリウムを除去することができるため、得られた炭酸ナトリウム一水和物を乾燥して、炭酸ナトリウムの無水物を製造する際に炭酸ナトリウム凝集粒子の副生、および、乾燥機の腐食を防止することができる。 Then, the sodium carbonate monohydrate separated by solid-liquid separation is dispersed in water or an aqueous solution of sodium carbonate to obtain a dispersion of sodium carbonate monohydrate, and then the dispersion is brought into contact with carbon dioxide. can remove the sodium hydroxide remaining in the aqueous solution that has not been separated from the separated sodium carbonate monohydrate, so that the resulting sodium carbonate monohydrate is dried to obtain an anhydrous sodium carbonate It is possible to prevent the by-production of sodium carbonate aggregate particles and the corrosion of the dryer when manufacturing the.

このように、本発明の製造方法で得られる炭酸ナトリウムには、粗粉や微粉が少ないため、これらを除去するための篩い等の操作が不要であり、製造工程の短縮が図れ、かつデンス灰の炭酸ナトリウムを効率良く製造することができ、産業上の利用可能性は極めて高い。 As described above, the sodium carbonate obtained by the production method of the present invention contains few coarse powders and fine powders. of sodium carbonate can be efficiently produced, and the industrial applicability is extremely high.

上述のとおり、本発明は、二酸化炭素と水酸化ナトリウム水溶液とを接触させた後の水溶液のpHを所定の範囲として炭酸ナトリウム一水和物を析出させること、及び析出した炭酸ナトリウム一水和物を固液分離した後、水又は炭酸ナトリウムを含む水溶液に分散し、該分散液に二酸化炭素を接触させることが特徴である。このような製造方法により、粗粉や微粉の含有量の少ない炭酸ナトリウムを得ることができる。本発明における「粗粉」とは、炭酸ナトリウムを目開き1000μmの篩いにて篩をかけた際に篩上に残存するものを言う。また、本発明における「微粉」とは、炭酸ナトリウムを目開き125μmの篩いにて篩をかけた際に篩いを通過するものを言う。 As described above, the present invention is to precipitate sodium carbonate monohydrate with the pH of the aqueous solution after contacting carbon dioxide and an aqueous sodium hydroxide solution within a predetermined range, and the precipitated sodium carbonate monohydrate After solid-liquid separation, it is dispersed in water or an aqueous solution containing sodium carbonate, and the dispersion is brought into contact with carbon dioxide. By such a production method, it is possible to obtain sodium carbonate with a low content of coarse powder and fine powder. The term "coarse powder" in the present invention refers to what remains on the sieve when sodium carbonate is sieved through a sieve with an opening of 1000 µm. Further, the term "fine powder" in the present invention refers to a substance that passes through a sieve with an opening of 125 µm when sodium carbonate is sieved.

上記本発明の製造方法により、粗粉や微粉の含有量の少ない炭酸ナトリウムを得られる理由について詳細は不明であるが本発明者らは以下のとおり推測している。すなわち、二酸化炭素と水酸化ナトリウム水溶液との反応後において、水酸化ナトリウムが完全に消費される条件で反応すると炭酸ナトリウム水溶液が得られる。得られた炭酸ナトリウム水溶液は、水を加熱蒸発により留去することで炭酸ナトリウム一水和物を析出させることができるが、この水溶液はpHが低いため粗粉や微粉が生成するものと推測される。一方、水酸化ナトリウム水溶液に二酸化炭素ガスを吹き込む反応では、反応がある程度進行するまでは水溶液のpHが高いため、粗粉や微粉が少ない炭酸ナトリウム一水和物が析出する。炭酸ナトリウム一水和物の水溶液への溶解度は水溶液のpHによって大きく異なり、反応が進行するにつれて水溶液のpHが低下するため析出した炭酸ナトリウム一水和物は溶液中に再溶解することで、粒子サイズが縮小してしまうものと推測される。 Although the details of the reason why sodium carbonate with a low content of coarse powder and fine powder can be obtained by the production method of the present invention are unknown, the present inventors presume as follows. That is, after the reaction between carbon dioxide and an aqueous sodium hydroxide solution, an aqueous sodium carbonate solution can be obtained by reacting under conditions in which sodium hydroxide is completely consumed. The resulting sodium carbonate aqueous solution can precipitate sodium carbonate monohydrate by evaporating water by heating. be. On the other hand, in the reaction of blowing carbon dioxide gas into an aqueous sodium hydroxide solution, since the pH of the aqueous solution is high until the reaction progresses to some extent, sodium carbonate monohydrate with little coarse or fine powder is precipitated. The solubility of sodium carbonate monohydrate in an aqueous solution varies greatly depending on the pH of the aqueous solution, and as the reaction progresses, the pH of the aqueous solution decreases. It is assumed that the size will be reduced.

本発明の製造方法では、水溶液のpHをアルカリ側の所定の範囲として水酸化ナトリウムが残存した状態で水酸化ナトリウム一水和物を析出させることで、炭酸ナトリウム一水和物の溶解を抑制することができるものと推測される。加えて、析出した炭酸ナトリウム一水和物と水酸化ナトリウムが残存する水溶液とを固液分離により分離することで炭酸ナトリウム一水和物と水酸化ナトリウムを分離することができ、さらに分離した炭酸ナトリウム一水和物を水又は炭酸ナトリウムを含む水溶液に分散させることで、二酸化炭素との反応による水溶液のpH変化を最小限とできるため、炭酸ナトリウム一水和物の溶解を抑制することができるものと推測される。このため、粗粉や微粉の含有量の少ない炭酸ナトリウム一水和物を得ることができ、この炭酸ナトリウム一水和物を乾燥することで、粗粉や微粉の含有量の少ない炭酸ナトリウムを得ることができるものと推測される。 In the production method of the present invention, the pH of the aqueous solution is set to a predetermined range on the alkaline side, and sodium hydroxide monohydrate is precipitated in a state where sodium hydroxide remains, thereby suppressing the dissolution of sodium carbonate monohydrate. presumed to be possible. In addition, sodium carbonate monohydrate and sodium hydroxide can be separated by separating the precipitated sodium carbonate monohydrate and the aqueous solution in which sodium hydroxide remains by solid-liquid separation, and the separated carbonic acid By dispersing sodium monohydrate in water or an aqueous solution containing sodium carbonate, the pH change of the aqueous solution due to the reaction with carbon dioxide can be minimized, so dissolution of sodium carbonate monohydrate can be suppressed. It is assumed that Therefore, it is possible to obtain sodium carbonate monohydrate with a low content of coarse powder and fine powder, and by drying this sodium carbonate monohydrate, obtain sodium carbonate with a low content of coarse powder and fine powder. presumed to be possible.

そして、分離した炭酸ナトリウム一水和物に付着していた水酸化ナトリウムは、二酸化炭素との反応により除去されており、二酸化炭素を接触後の分散液より、固液分離により分離した炭酸ナトリウム一水和物を乾燥して炭酸ナトリウムを製造する際に炭酸ナトリウム凝集粒子の副生、および、乾燥機内部の腐食を抑制することができるものと推測される。 Then, the sodium hydroxide adhering to the separated sodium carbonate monohydrate is removed by the reaction with carbon dioxide, and the sodium carbonate monohydrate separated by solid-liquid separation is removed from the dispersion liquid after contact with carbon dioxide. It is presumed that when the hydrate is dried to produce sodium carbonate, by-production of aggregated sodium carbonate particles and corrosion inside the dryer can be suppressed.

本明細書においては特に断らない限り、数値A及びBについて「A~B」という表記は「A以上B以下」を意味するものとする。かかる表記において数値Bのみに単位を付した場合には、当該単位が数値Aにも適用されるものとする。以下、本発明の炭酸ナトリウムの製造方法について詳述する。 In this specification, unless otherwise specified, the notation "A to B" for numerical values A and B means "A or more and B or less". If a unit is attached only to the numerical value B in such notation, the unit is applied to the numerical value A as well. Hereinafter, the method for producing sodium carbonate of the present invention will be described in detail.

(二酸化炭素)
本発明の製造方法における二酸化炭素としては、特に制限されず工業的に利用可能な形態のものを用いることができる。具体的には二酸化炭素を含むガス(所謂炭酸ガス)が挙げられる。なお、二酸化炭素を含むガスとしては、二酸化炭素を含む排ガスを用いても良い。二酸化炭素を含む排ガスとしては、種々の工程で排出される排ガスを用いることができる。具体的には、火力発電所や燃焼ボイラー等にて石油、石炭等の化石燃料を燃焼させた際に発生する排ガス、アンモニア-ソーダ法で排出される排ガス、汚泥等を燃焼させた際に発生する排ガス等が挙げられる。一般に火力発電所や燃焼ボイラー等にて石油、石炭等の化石燃料を燃焼させた際に発生する排ガスは、当該火力発電所や燃焼ボイラー等における燃焼条件が一定の範囲で制御されており、排出される排ガス中の二酸化炭素の量も一定の範囲内であることが多い。一方、汚泥等を燃焼させた際に発生する排ガスは汚泥の種類によって発生する二酸化炭素の量が異なり、燃焼運転に応じて二酸化炭素の量が変動する場合がある。また、アンモニア-ソーダ法では、炭酸ナトリウムの他、塩化カルシウムや、塩化アンモニウム等が製造されており、これらの生産量のバランスに応じて、排出される二酸化炭素の量が変動する。本発明の製造法では、上記いずれの二酸化炭素を含む排ガスも好適に用いることが可能である。特に本発明の製造方法では、排出される二酸化炭素の量が変動する場合においても、水酸化ナトリウムの残存を抑制しながら製造することが可能であり、係る排ガスに適用することが好適である。
(carbon dioxide)
The carbon dioxide used in the production method of the present invention is not particularly limited, and industrially available forms can be used. Specifically, a gas containing carbon dioxide (so-called carbon dioxide gas) can be used. As the gas containing carbon dioxide, an exhaust gas containing carbon dioxide may be used. Exhaust gas discharged in various processes can be used as the exhaust gas containing carbon dioxide. Specifically, exhaust gas generated when fossil fuels such as petroleum and coal are burned in thermal power plants and combustion boilers, exhaust gas emitted by the ammonia-soda method, and generated when sludge is burned. exhaust gas, etc. In general, exhaust gas generated when fossil fuels such as petroleum and coal are burned in thermal power plants and combustion boilers is controlled within a certain range by the combustion conditions in the thermal power plants and combustion boilers. The amount of carbon dioxide in the discharged exhaust gas is also often within a certain range. On the other hand, the amount of carbon dioxide generated in the exhaust gas generated when sludge or the like is burned differs depending on the type of sludge, and the amount of carbon dioxide may vary depending on the combustion operation. In the ammonia-soda method, calcium chloride, ammonium chloride, etc. are produced in addition to sodium carbonate, and the amount of carbon dioxide discharged fluctuates according to the balance of these production amounts. In the production method of the present invention, any of the exhaust gases containing carbon dioxide can be suitably used. In particular, in the production method of the present invention, even when the amount of carbon dioxide to be discharged fluctuates, it is possible to produce while suppressing residual sodium hydroxide, and it is suitable to apply to such exhaust gas.

なお、上記排ガス中には、窒素酸化物(NOx)、硫黄酸化物(SOx)、重金属分が含有される場合があるが、これらの不純物を公知の方法により予め除去した後、本発明の製造方法に供しても良い。 The exhaust gas may contain nitrogen oxides (NOx), sulfur oxides (SOx), and heavy metals. You can use it for the method.

(水酸化ナトリウム水溶液)
本発明の製造方法における水酸化ナトリウム水溶液としては特に制限されず、種々の濃度の水溶液を用いることができる。前記のとおり、炭酸ナトリウム一水和物の溶解度は水溶液中の濃度、pH等に影響される。このため炭酸ナトリウム一水和物の析出量を増加させる観点から、水酸化ナトリウム水溶液中の水酸化ナトリウムの濃度としては、25質量%を超える範囲とすることがより好ましく、48~60質量%の範囲とすることが特に好ましい。
(sodium hydroxide aqueous solution)
The sodium hydroxide aqueous solution in the production method of the present invention is not particularly limited, and aqueous solutions of various concentrations can be used. As described above, the solubility of sodium carbonate monohydrate is affected by the concentration, pH, etc. in the aqueous solution. Therefore, from the viewpoint of increasing the amount of sodium carbonate monohydrate precipitated, the concentration of sodium hydroxide in the sodium hydroxide aqueous solution is more preferably in a range exceeding 25% by mass, and 48 to 60% by mass. A range is particularly preferred.

(二酸化炭素と水酸化ナトリウム水溶液との接触)
本発明の製造方法では、二酸化炭素と水酸化ナトリウム水溶液とを接触させる。当該接触によって二酸化炭素と水酸化ナトリウムが反応し、炭酸ナトリウム一水和物を含むスラリーを得ることができる。本発明の製造方法における上記二酸化炭素と水酸化ナトリウム水溶液との接触方法としては、公知の方法を採用することが可能である。具体的には、水酸化ナトリウム水溶液を充填した容器中に二酸化炭素を含むガスを吹き込み、該ガスと水酸化ナトリウム水溶液とを接触させる方法が挙げられる。
(Contact between carbon dioxide and aqueous sodium hydroxide solution)
In the production method of the present invention, carbon dioxide and an aqueous sodium hydroxide solution are brought into contact. Carbon dioxide and sodium hydroxide react by the contact, and a slurry containing sodium carbonate monohydrate can be obtained. As a method for contacting the carbon dioxide and the aqueous sodium hydroxide solution in the production method of the present invention, a known method can be employed. Specifically, a method of blowing a gas containing carbon dioxide into a container filled with an aqueous sodium hydroxide solution and bringing the gas into contact with the aqueous sodium hydroxide solution can be used.

本発明の製造方法において、二酸化炭素と水酸化ナトリウム水溶液との接触時の温度は炭酸ナトリウム一水和物が生成する温度あれば良く、通常35~108℃の範囲で行えば良い。上記温度が35℃より低い場合には炭酸ナトリウムの七水塩が析出しやすくなる傾向にあり、108℃より高い場合には、炭酸ナトリウムの無水塩が析出しやすくなる傾向にあり、いずれの場合でも析出する固形物の粒子サイズの調整が困難になる傾向にある。上記炭酸ナトリウム一水和物を効率的に析出させる観点から、二酸化炭素と水酸化ナトリウム水溶液との接触時の温度は、60~106℃の範囲とすることが好ましく、80~106℃の範囲とすることが特に好ましい。 In the production method of the present invention, the temperature at which carbon dioxide and the aqueous sodium hydroxide solution are brought into contact may be any temperature at which sodium carbonate monohydrate is produced, and may generally be in the range of 35 to 108°C. When the temperature is lower than 35°C, the heptahydrate of sodium carbonate tends to precipitate, and when it is higher than 108°C, the anhydrous salt of sodium carbonate tends to precipitate. However, it tends to be difficult to control the particle size of the precipitated solids. From the viewpoint of efficiently precipitating the sodium carbonate monohydrate, the temperature at the time of contact between carbon dioxide and the aqueous sodium hydroxide solution is preferably in the range of 60 to 106°C, more preferably in the range of 80 to 106°C. is particularly preferred.

また、炭酸ナトリウム一水塩の析出量を増やす目的で、二酸化炭素と水酸化ナトリウム水溶液の接触時に水溶液を加熱濃縮して水分を留去しても良い。 For the purpose of increasing the amount of sodium carbonate monohydrate precipitated, water may be distilled off by heating and concentrating the aqueous solution at the time of contact between the carbon dioxide and the aqueous sodium hydroxide solution.

(炭酸ナトリウムを含む水溶液のpH制御)
本発明の製造方法では、二酸化炭素と水酸化ナトリウム水溶液とを接触した後の炭酸ナトリウムを含む水溶液のpHを13.0~14.5とすることが必要である。上述のとおり、当該pHの範囲とすることで、粗粉や微粉の含有量の少ない炭酸ナトリウム一水和物を析出させることができる。上記炭酸ナトリウム一水和物を効率的に析出させる観点から、炭酸ナトリウムを含む水溶液のpHとしては、14.0~14.4とすることが好ましく、14.2~14.3とすることが特に好ましい。
(pH control of aqueous solution containing sodium carbonate)
In the production method of the present invention, it is necessary to adjust the pH of the aqueous solution containing sodium carbonate to 13.0 to 14.5 after contact between carbon dioxide and the aqueous sodium hydroxide solution. As described above, by setting the pH within the above range, it is possible to precipitate sodium carbonate monohydrate with a low content of coarse powder and fine powder. From the viewpoint of efficiently precipitating the sodium carbonate monohydrate, the pH of the aqueous solution containing sodium carbonate is preferably 14.0 to 14.4, more preferably 14.2 to 14.3. Especially preferred.

上記炭酸ナトリウムを含む水溶液のpHを13.0~14.5とするための方法としては、特に制限されず、例えば接触させる二酸化炭素と水酸化ナトリウムの量を調整して行う方法によって行うことができる。 The method for adjusting the pH of the aqueous solution containing sodium carbonate to 13.0 to 14.5 is not particularly limited. can.

(炭酸ナトリウム一水和物の固液分離)
上記本発明の製造方法により、炭酸ナトリウム一水和物を含むスラリーを得ることができる。得られた炭酸ナトリウム一水和物は、湿式サイクロンやフィルタープレス等、公知の方法にて分離することができる。上記スラリー中には水酸化ナトリウムが残存しているが固液分離により大部分の水酸化ナトリウムを分離することができる。
(Solid-liquid separation of sodium carbonate monohydrate)
A slurry containing sodium carbonate monohydrate can be obtained by the production method of the present invention. The obtained sodium carbonate monohydrate can be separated by a known method such as wet cyclone or filter press. Although sodium hydroxide remains in the slurry, most of the sodium hydroxide can be separated by solid-liquid separation.

分離した炭酸ナトリウム一水和物中の水分の含有量の低減効果が高く、構造が簡便である点で湿式サイクロンにより固液分離を行うことが好ましい。 It is preferable to perform solid-liquid separation by a wet cyclone because it has a high effect of reducing the water content in the separated sodium carbonate monohydrate and has a simple structure.

また、固液分離後の溶液中には、溶液に溶解した炭酸ナトリウム及び水酸化ナトリウムが含まれている。従って当該溶液は、二酸化炭素と接触させる水酸化ナトリウム水溶液として用いても良い。 Further, the solution after solid-liquid separation contains sodium carbonate and sodium hydroxide dissolved in the solution. Therefore, the solution may be used as an aqueous sodium hydroxide solution to be brought into contact with carbon dioxide.

(分離した炭酸ナトリウム一水和物と二酸化炭素の接触)
上記本発明の製造方法により、単離された炭酸ナトリウム一水和物中には、0.5~5.0質量%程度の水酸化ナトリウムが残存している。この炭酸ナトリウム一水和物をそのまま乾燥して炭酸ナトリウムの無水物を得る際には、炭酸ナトリウム凝集粒子の副生、および、乾燥機内部が高温下にさらされることにより腐食が生じる虞がある。従って本発明の製造方法では、分離した炭酸ナトリウム一水和物を水又は炭酸ナトリウムを含む水溶液に分散させて炭酸ナトリウム一水和物の分散液を調製し、該分散液に二酸化炭素を接触させることで水酸化ナトリウムと二酸化炭素を反応させる。上記分散液に二酸化炭素を接触させることで、該分散液中の水酸化ナトリウムと二酸化炭素が反応して炭酸ナトリウム一水和物が生成することにより水酸化ナトリウムを除去することができる。
(Contact between separated sodium carbonate monohydrate and carbon dioxide)
About 0.5 to 5.0% by mass of sodium hydroxide remains in the sodium carbonate monohydrate isolated by the production method of the present invention. When this sodium carbonate monohydrate is dried as it is to obtain an anhydride of sodium carbonate, there is a risk of corrosion due to the by-product of aggregated sodium carbonate particles and the exposure of the inside of the dryer to high temperatures. . Therefore, in the production method of the present invention, the separated sodium carbonate monohydrate is dispersed in water or an aqueous solution containing sodium carbonate to prepare a dispersion of sodium carbonate monohydrate, and the dispersion is brought into contact with carbon dioxide. This causes the sodium hydroxide and carbon dioxide to react. By bringing carbon dioxide into contact with the dispersion, sodium hydroxide and carbon dioxide in the dispersion react to form sodium carbonate monohydrate, thereby removing sodium hydroxide.

上記分散に用いる水は、炭酸ナトリウム一水塩の析出物を溶解させるため、できるだけ少量とすることが好ましい。また、分散液への炭酸ナトリウム一水塩の溶解を抑制する目的で水に予め炭酸ナトリウムを溶解させておき、炭酸ナトリウムを含む水溶液を分散媒とすることが好ましい。炭酸ナトリウムを含む水溶液中の炭酸ナトリウムの濃度は製造条件に応じ適宜決定すれば良いが、通常25.0~30.5質量%の範囲とすれば良い。 The amount of water used for the dispersion is preferably as small as possible in order to dissolve the precipitate of sodium carbonate monohydrate. In order to suppress the dissolution of sodium carbonate monohydrate into the dispersion, it is preferable to dissolve sodium carbonate in advance in water and use an aqueous solution containing sodium carbonate as the dispersion medium. The concentration of sodium carbonate in the aqueous solution containing sodium carbonate may be appropriately determined according to the production conditions, but it is usually within the range of 25.0 to 30.5% by mass.

上記炭酸ナトリウム一水和物の分散液を製造する際の炭酸ナトリウム一水和物のスラリー濃度は、効率的に水酸化ナトリウムが除去できる点、及び炭酸ナトリウム一水和物の溶解度の観点から20~50質量%の範囲で適宜設定すれば良い。炭酸ナトリウム一水和物の分散液と二酸化炭素の接触方法として、具体的には、分散液を充填した容器中に二酸化炭素を含むガスを吹き込み、該ガスと水酸化ナトリウム水溶液とを接触させる方法が挙げられる。二酸化炭素の接触は、上記分散液中の水酸化ナトリウムが消費されるのに十分な量を用いれば良い。分散媒が水である場合には、炭酸ナトリウム一水和物の一部が水に溶解し、また分散媒が炭酸ナトリウムを含む水溶液である場合、該分散媒に炭酸ナトリウムが溶解している。このため、上記分散液中の水酸化ナトリウムが消費された際には、液のpHは炭酸ナトリウム水溶液のpH(11.9~12.2)となる。従って、上記分散液のpHを確認し、炭酸ナトリウム水溶液のpHとなるまで二酸化炭素の接触を行えば良い。 The sodium carbonate monohydrate slurry concentration when producing the sodium carbonate monohydrate dispersion is 20 from the viewpoint of the ability to efficiently remove sodium hydroxide and the solubility of sodium carbonate monohydrate. It may be appropriately set in the range of up to 50% by mass. As a method for contacting the dispersion of sodium carbonate monohydrate and carbon dioxide, specifically, a method of blowing a gas containing carbon dioxide into a container filled with the dispersion and bringing the gas into contact with an aqueous sodium hydroxide solution. are mentioned. Carbon dioxide may be contacted in an amount sufficient to consume the sodium hydroxide in the dispersion. When the dispersion medium is water, part of sodium carbonate monohydrate is dissolved in water, and when the dispersion medium is an aqueous solution containing sodium carbonate, sodium carbonate is dissolved in the dispersion medium. Therefore, when the sodium hydroxide in the dispersion liquid is consumed, the pH of the liquid becomes the pH of the sodium carbonate aqueous solution (11.9 to 12.2). Therefore, the pH of the dispersion liquid is confirmed, and the contact with carbon dioxide is carried out until it reaches the pH of the sodium carbonate aqueous solution.

接触時の温度は特に制限されず、通常35~108℃の範囲で行えば十分である。また、炭酸ナトリウム一水塩の析出量を増やす目的で、水溶液を加熱濃縮して水分を留去しても良い。 The contact temperature is not particularly limited, and a range of 35 to 108° C. is usually sufficient. Moreover, for the purpose of increasing the amount of sodium carbonate monohydrate precipitated, the aqueous solution may be heated and concentrated to distill off water.

水酸化ナトリウムを除去後の炭酸ナトリウム一水和物はフィルタープレス等、公知の方法にて単離することができる。単離した炭酸ナトリウム一水和物は約1~10質量%の水分を含んでおりこれをスチームチューブドライヤー等により乾燥させることで、含有する水分を乾燥すると共に、水和物の水が除去されて炭酸ナトリウムの無水物を得ることができる。このような製造方法により、粗粉や微粉の含有量の少ない炭酸ナトリウムを得ることができる。また、単離後の溶液中には、溶液に溶解した炭酸ナトリウムが含まれている。従って当該溶液は、炭酸ナトリウム一水塩の分散液として用いても良い。 Sodium carbonate monohydrate after removing sodium hydroxide can be isolated by a known method such as filter press. The isolated sodium carbonate monohydrate contains about 1 to 10% by mass of water, and by drying it with a steam tube dryer or the like, the contained water is dried and the water of the hydrate is removed. Anhydride of sodium carbonate can be obtained by By such a production method, sodium carbonate with a low content of coarse powder and fine powder can be obtained. In addition, the solution after isolation contains sodium carbonate dissolved in the solution. Therefore, the solution may be used as a dispersion of sodium carbonate monohydrate.

上記乾燥における乾燥温度は無水物になるに十分な温度で行えば良く、150~180℃の範囲で適宜設定すれば良い。また乾燥時間についても無水物になるに十分な程度行えば良く、上記温度範囲で乾燥した場合、通常0.5~2.0時間行えば十分である。炭酸ナトリウム一水和物の乾燥をスチームチューブドライヤー等の乾燥機で行う場合の熱源として蒸気を使用した場合、乾燥機より排出された蒸気を、前記二酸化炭素を含む排ガスと水酸化ナトリウム水溶液との接触時の熱源、或いは、炭酸ナトリウム水溶液および分散液を加熱濃縮により炭酸ナトリウム一水和物を生成せしめる際の、熱源として用いることができる。 The drying temperature in the above drying may be a temperature sufficient to form an anhydride, and may be appropriately set within the range of 150 to 180°C. As for the drying time, it may be sufficient to obtain an anhydride, and in the case of drying within the above temperature range, 0.5 to 2.0 hours is usually sufficient. When steam is used as a heat source when drying sodium carbonate monohydrate with a dryer such as a steam tube dryer, the steam discharged from the dryer is used as a mixture of the exhaust gas containing carbon dioxide and the aqueous sodium hydroxide solution. It can be used as a heat source during contact, or as a heat source when heating and concentrating an aqueous sodium carbonate solution and a dispersion to produce sodium carbonate monohydrate.

(本発明の製造方法で得られる炭酸ナトリウム)
上記本発明の製造方法により、粗粉や微粉の含有量の少ない炭酸ナトリウムを製造することができる。得られる炭酸ナトリウムは具体的には、JIS K1201-1で測定される嵩密度が、1.1~1.3kg/Lであり、目開き1mmの篩いに残存する粗粉が3質量%以下であり、目開き125μmの篩いを通過する微粉が6質量%以下である。
(Sodium carbonate obtained by the production method of the present invention)
By the production method of the present invention, it is possible to produce sodium carbonate with a low content of coarse powder and fine powder. Specifically, the resulting sodium carbonate has a bulk density of 1.1 to 1.3 kg/L as measured by JIS K1201-1, and coarse powder remaining on a 1 mm sieve is 3% by mass or less. The amount of fine powder that passes through a sieve with an opening of 125 μm is 6% by mass or less.

以下に実施例を挙げて本発明をより詳細に述べるが、本発明はこれらの実施例に何ら制限されるものではない。以下の実施例及び比較例において得られた炭酸ナトリウムの物性は以下の方法により評価した。 The present invention will be described in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited to these Examples. The physical properties of sodium carbonate obtained in the following examples and comparative examples were evaluated by the following methods.

<物性評価方法>
以下に実施例を挙げて本発明をより詳細に述べるが、本発明はこれらの実施例に何ら制限されるものではない。以下の実施例及び比較例において、炭酸ナトリウムを含む水溶液
及び炭酸ナトリウムの物性、並びに乾燥機の腐食は以下の方法により評価した。
<Physical property evaluation method>
The present invention will be described in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited to these Examples. In the following examples and comparative examples, the physical properties of an aqueous solution containing sodium carbonate, the physical properties of sodium carbonate, and the corrosion of a dryer were evaluated by the following methods.

<炭酸ナトリウムを含む水溶液の分析方法>
・pH
pH計(メトラートレド社製 SevenCompact S220)を用いて測定した。
・水溶液の分析(炭酸ナトリウム濃度、炭酸水素ナトリウム濃度、水酸化ナトリウム濃度)
得られた水溶液5gを100mLコニカルビーカーに精秤しフェノールフタレイン数滴を加え、よく撹拌しながらピンク色が消えるまで1mol/L塩酸で滴定する。その液にメチルオレンジ数滴を加えて、よく撹拌しながら黄色がオレンジ色になるまで1mol/L塩酸で滴定する。滴定量から炭酸ナトリウム濃度、炭酸水素ナトリウム濃度、水酸化ナトリウム濃度を算出した。
<Method for analyzing aqueous solution containing sodium carbonate>
・pH
It was measured using a pH meter (SevenCompact S220 manufactured by Mettler Toledo).
・Analysis of aqueous solution (sodium carbonate concentration, sodium hydrogen carbonate concentration, sodium hydroxide concentration)
5 g of the obtained aqueous solution is precisely weighed in a 100 mL conical beaker, several drops of phenolphthalein are added, and the mixture is titrated with 1 mol/L hydrochloric acid while stirring well until the pink color disappears. A few drops of methyl orange are added to the solution, and the solution is titrated with 1 mol/L hydrochloric acid while stirring well until the yellow turns orange. Sodium carbonate concentration, sodium hydrogen carbonate concentration, and sodium hydroxide concentration were calculated from the titration amount.

<物性評価方法>
・粒度分布
得られた炭酸ナトリウム100gをロータップ式篩振盪機(タップなし)で5分間振盪して篩分けした。篩の大きさは下記のとおりとし、当該篩上に残存する炭酸ナトリウムの質量を測定した。各篩上に残存した炭酸ナトリウムの質量を加重平均する事で平均粒径を算出した。
篩振盪機で使用した篩:1000μm、500μm、250μm、180μm、150μm、125μm、及び受け器
・嵩密度
JIS K1201-1に記載の測定方法にて実施した。
<Physical property evaluation method>
- Particle size distribution 100 g of the obtained sodium carbonate was shaken and sieved for 5 minutes with a low-tap sieve shaker (without tap). The size of the sieve was as follows, and the mass of sodium carbonate remaining on the sieve was measured. The average particle size was calculated by taking the weighted average of the mass of sodium carbonate remaining on each sieve.
Sieves used in the sieve shaker: 1000 μm, 500 μm, 250 μm, 180 μm, 150 μm, 125 μm, and receiver Bulk density Measured according to the method described in JIS K1201-1.

<乾燥機腐食評価方法>
材質がSUS304である回転式の乾燥機を用い、各実施例及び比較例で得られた遠心分離後の炭酸ナトリウム一水塩を滞在時間1.0時間、180℃で乾燥させた。乾燥機の運転は連続投入、連続抜出方式とし、連続で8時間運転し、使用前後の腐食状況を目視および浸透探傷検査により確認した。
<Dryer corrosion evaluation method>
Using a rotary dryer made of SUS304, the sodium carbonate monohydrate after centrifugation obtained in each example and comparative example was dried at 180° C. for a residence time of 1.0 hour. The dryer was operated continuously for 8 hours, and the state of corrosion before and after use was confirmed visually and by penetrant inspection.

<実施例1>
48質量%に調整した水酸化ナトリウム水溶液を1200g/hで反応槽(10L)に投入し、二酸化炭素を含んだガス(二酸化炭素濃度15容量%)を3000NL/hで投入し、撹拌機の回転数は500rpmとした。反応温度を80℃とし、水酸化ナトリウムと二酸化炭素を反応させながら、炭酸ナトリウム一水和物を析出させた。得られた炭酸ナトリウム一水和物を含むスラリーを2400g/hとなるように反応槽から抜出した。炭酸ナトリウム一水和物を含むスラリーのpHは14.1であった。該スラリーから、湿式サイクロンにて炭酸ナトリウム一水和物を分離した。分離した炭酸ナトリウム一水和物中の水の含有量は31質量%、水酸化ナトリウムの含有量は1.5質量%であった。
<Example 1>
An aqueous sodium hydroxide solution adjusted to 48% by mass was charged into the reaction tank (10 L) at 1200 g / h, a gas containing carbon dioxide (carbon dioxide concentration 15% by volume) was charged at 3000 NL / h, and the stirrer was rotated. The number was 500 rpm. Sodium carbonate monohydrate was precipitated while reacting sodium hydroxide and carbon dioxide at a reaction temperature of 80°C. The resulting slurry containing sodium carbonate monohydrate was withdrawn from the reactor at a rate of 2400 g/h. The pH of the slurry containing sodium carbonate monohydrate was 14.1. Sodium carbonate monohydrate was separated from the slurry with a wet cyclone. The content of water in the separated sodium carbonate monohydrate was 31% by mass, and the content of sodium hydroxide was 1.5% by mass.

上記湿式サイクロンで得られた炭酸ナトリウム一水和物1200gを、炭酸ナトリウム濃度を30質量%に調整した分散液1400gに分散させ、二酸化炭素を含んだガス(二酸化炭素濃度15容量%)と反応させて、残留していた水酸化ナトリウムを除去した。水酸化ナトリウムを除去後のスラリーのpHは12.0であった。 1,200 g of sodium carbonate monohydrate obtained by the wet cyclone is dispersed in 1,400 g of a dispersion having a sodium carbonate concentration of 30% by mass, and reacted with a gas containing carbon dioxide (carbon dioxide concentration: 15% by volume). to remove residual sodium hydroxide. The pH of the slurry after removing sodium hydroxide was 12.0.

その後、得られた炭酸ナトリウム一水塩のスラリーを遠心分離機にて炭酸ナトリウム一水和物に分離し、炭酸ナトリウム一水塩の結晶を回転式の乾燥機に投入し、乾燥機内での結晶の滞在時間が1.0時間となるように調整して180℃で乾燥させることで炭酸ナトリウム無水塩の結晶750gを得た。得られた結晶について物性評価を行った結果、粗粉2.2質量%、微粉4.5質量%、嵩密度1.25kg/Lであった。結晶を取り出した後の乾燥機の内部に腐食は見られなかった。 After that, the obtained slurry of sodium carbonate monohydrate is separated into sodium carbonate monohydrate with a centrifuge, the crystals of sodium carbonate monohydrate are put into a rotary dryer, and the crystals in the dryer are dried. The residence time was adjusted to 1.0 hour and dried at 180° C. to obtain 750 g of anhydrous sodium carbonate crystals. As a result of evaluating the physical properties of the obtained crystals, it was found that the coarse powder was 2.2% by mass, the fine powder was 4.5% by mass, and the bulk density was 1.25 kg/L. No corrosion was found inside the dryer after the crystals were taken out.

実施例2~4
表1に示す条件とした以外は実施例1と同様の条件で炭酸ナトリウム(無水物)を製造した。得られた炭酸ナトリウムの結晶の物性評価結果、及び乾燥機腐食評価結果を表1に示す。
Examples 2-4
Sodium carbonate (anhydrous) was produced under the same conditions as in Example 1 except that the conditions shown in Table 1 were used. Table 1 shows the physical property evaluation results of the obtained sodium carbonate crystals and the dryer corrosion evaluation results.

Figure 2023065761000001
Figure 2023065761000001

比較例1~2
表1に示す条件で水酸化ナトリウム水溶液と二酸化炭素との反応を行った。反応槽から抜き出した炭酸ナトリウム一水塩を含むスラリーを、そのまま遠心分離機にて炭酸ナトリウム一水和物に分離し、炭酸ナトリウム一水塩の結晶を回転式の乾燥機で乾燥させた以外は、実施例1と同様に炭酸ナトリウムを得た。得られた炭酸ナトリウムの結晶の物性評価結果を表1に示す。
Comparative Examples 1-2
An aqueous sodium hydroxide solution and carbon dioxide were reacted under the conditions shown in Table 1. Except that the slurry containing sodium carbonate monohydrate extracted from the reaction tank was separated into sodium carbonate monohydrate as it was with a centrifuge, and the crystals of sodium carbonate monohydrate were dried with a rotary dryer. , to obtain sodium carbonate in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the physical property evaluation results of the obtained sodium carbonate crystals.

Claims (7)

二酸化炭素と水酸化ナトリウム水溶液とを接触させて、炭酸ナトリウムを得る製造方法であって、
前記二酸化炭素と水酸化ナトリウム水溶液とを接触させた後の炭酸ナトリウムを含む水溶液のpHを13.0~14.5として炭酸ナトリウム一水和物を析出せしめ、
次いで、固液分離により炭酸ナトリウム一水和物を得、
次いで得られた炭酸ナトリウム一水和物を水又は炭酸ナトリウムを含む水溶液に分散させて炭酸ナトリウム一水和物の分散液を得た後、該分散液と二酸化炭素とを接触させることを特徴とする炭酸ナトリウムの製造方法。
A production method for obtaining sodium carbonate by contacting carbon dioxide with an aqueous sodium hydroxide solution,
Precipitating sodium carbonate monohydrate by setting the pH of the aqueous solution containing sodium carbonate after contacting the carbon dioxide and the aqueous sodium hydroxide solution to 13.0 to 14.5,
Then, sodium carbonate monohydrate is obtained by solid-liquid separation,
Next, after dispersing the obtained sodium carbonate monohydrate in water or an aqueous solution containing sodium carbonate to obtain a dispersion of sodium carbonate monohydrate, the dispersion is brought into contact with carbon dioxide. A method for producing sodium carbonate.
前記二酸化炭素を接触させた炭酸ナトリウム一水和物の分散液より、固液分離により炭酸ナトリウム一水和物を得、
次いで、得られた炭酸ナトリウム一水和物を乾燥して炭酸ナトリウムを得ることを特徴とする請求項1記載の炭酸ナトリウムの製造方法。
Obtaining sodium carbonate monohydrate by solid-liquid separation from the dispersion of sodium carbonate monohydrate contacted with carbon dioxide,
2. The method for producing sodium carbonate according to claim 1, wherein the obtained sodium carbonate monohydrate is then dried to obtain sodium carbonate.
前記水酸化ナトリウム水溶液の濃度が25質量%より高いことを特徴とする請求項1記載の製造方法。 2. The manufacturing method according to claim 1, wherein the concentration of the aqueous sodium hydroxide solution is higher than 25% by mass. 前記固液分離が湿式サイクロンである請求項1記載の炭酸ナトリウムの製造方法。 2. The method for producing sodium carbonate according to claim 1, wherein said solid-liquid separation is a wet cyclone. 前記固液分離で分離された液を二酸化炭素と接触せしめる水酸化ナトリウム水溶液として用いる請求項1記載の炭酸ナトリウムの製造方法。 2. The method for producing sodium carbonate according to claim 1, wherein the liquid separated by said solid-liquid separation is used as an aqueous sodium hydroxide solution to be brought into contact with carbon dioxide. 前記水酸化ナトリウム水溶液と接触せしめる二酸化炭素が二酸化炭素を含む排ガスである請求項1記載の炭酸ナトリウムの製造方法。 2. The method for producing sodium carbonate according to claim 1, wherein the carbon dioxide to be brought into contact with the aqueous sodium hydroxide solution is an exhaust gas containing carbon dioxide. 前記二酸化炭素を含む排ガスが、アンモニア-ソーダ工程で発生する排ガスである請求項6記載の炭酸ナトリウムの製造方法。 7. The method for producing sodium carbonate according to claim 6, wherein the exhaust gas containing carbon dioxide is exhaust gas generated in an ammonia-soda process.
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