PL101672B1 - A method of producing heavy sodium carbonate - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania ciezkiego weglanu sodowego z katolitu i surowego bikarbonatu sodowego.

Znany i powszechnie stosowany w produkcji sposób wytwarzania ciezkiego weglanu sodowego polega na kalcynacji surowego bikarbonatu sodowego, uwodnieniu uzyskanej sody do monohydratu oraz suszeniu.

Znane sa równiez z literatury patentowej sposoby wytwarzania ciezkiego weglanu sodowego polegajace na zobojetnianiu wodorotlenku sodowego zawartego w katolicie za pomoca wodoroweglanu sodowego, trony (NaiCOa • NaHC03 • 2HaO) oraz dwutlenku wegla, stosowanych w róznych ilosciach, a nastepnie krystalizacji monohydratu weglanu sodowego.

Na przyklad wedlug opisu patentowego francuskiego nr 1406531 wodorotlenek sodowy zawarty w katolicie zobojetnia sie osadem surowego bikarbonatu sodowego w temperaturze powyzej 35°C, najkorzystniej jednak w temperaturze 80—90°C Ta stosunkowo wysoka temperatura konieczna jest do zatezenia roztworu warunkujacego krystalizacje monohydratu sody z wydajnoscia 50%. Dalszy wzrost wydajnosci poprzez zwiekszenie stezenia roztworu jest nieekonomiczny z powodu wysokich kosztów odparowywania oraz jednoczesnej krystalizacji monohydratu sody i chlorku sodowego.

Stracony z roztworu monohydrat sody filtruje sie i przemywa stezonym roztworem weglanu sodowego, celem usuniecia lugu macierzystego, zawierajacego glównie chlorek sodowy i weglan sodowy, a takze w niewielkiej ilosci lug sodowy i amoniak. Wada tego sposobu jest towarzyszaca procesowi zobojetnienia krystalizacja monohydratu sody, wplywajaca niekorzystnie na pelne zobojetnienie wodorotlenku sodowego, wskutek czego monohydrat zanieczyszczony jest bikarbonatem sodowym, pogarszajac jakosc sody ciezkiej.

Znany jest równiez z polskiego zgloszenia patentowego nr P141891 sposób wytwarzania ciezkiego weglanu sodowego, polegajacy na karbonizacji w temperaturze okolo 100°C dwutlenkiem wegla wodorotlenku sodowego zawartego w lugu poelektrolitycznym. Otrzymany w wyniku karbonizacji roztwór chlodzi sie ponizej temperatury 32°C celem krystalizacji sody dziesieciowodnej. Pozostaly po krystalizacji lug macierzysty karbonizuje sie ponownie, uzyskujac wodoroweglan sodowy, który po oddzieleniu dolacza sie do lugu poelektro Iitycznego, natomiast roztwór po usunieciu weglanów i chloranów zawracany jest do procesu2 101 672 elektrolizy. Proces ten jest nieekonomiczny, wymaga on bowiem wysokiej temperatury w trakcie karbonizacji i jej podwyzszania w czasie dekarbonizacji oraz trzykrotnego obnizania podczas krystalizacji w celu zmniejszenia rozpuszczalnosci sody dziesieciowodnej, wodoroweglanu sodowego, a nastepnie weglanu wapniowego.

Zaden ze znanych sposobów nie pozwala na ekonomiczne wytwarzanie ciezkiego weglanu sodowego z wieksza wydajnoscia niz to wynika z ilosci wodorotlenku sodowego zawartego w katolicie.

Celem wynalazku jest unikniecie wyzej wymienionych wad i niedogodnosci. Dla osiagniecia tego celu zostalo wytyczone zadanie opracowania ekonomicznego sposobu wytwarzania ciezkiego weglanu sodowego z wysoka wydajnoscia przy jednoczesnie duzej jednorodnosci krysztalów.

W wyniku badan równowagowych ukladu Na2C03-NaCI-H20 stwierdzono, ze ponizej temperatury 35°C krystalizuje soda dziesieciowodna z wysoka wydajnoscia krystalizacji, wynoszaca w temperaturze okolo 0°C ponad 90%, okreslajaca ilosc wykrystalizowanej sody dziesieciowodnej do calkowitej ilosci weglanu sodowego zawartego w roztworze. W temperaturze okolo 35°C w wyniku zobjetnienia otrzymuje sie klarowny roztwór weglanu sodowego i chlorku sodowego, w którym weglan sodowy ma najwieksza rozpuszczalnosc.

Sposób wytwarzania ciezkiego weglanu sodowego z katolitu i surowago bikarbonatu sodowego wedlug wynalazku polega na tym, ze katolit zawierajacy wodorotlenek sodowy i chlorek sodowy, w korzystnym stosunku molowym 1:1, miesza sie w temperaturze ponizej 35°C, korzystnie w temperaturze 33°C, z surowym bikarbbnatem sodowym, celem przeprowadzenia reakcji zobojetnienia wodorotlenku sodowego. Otrzymany w wyniku zobojetnienia klarowny roztwór weglanu sodowego i chlorku sodowego oziebia sie do temperatury 0°—18°C, korzystnie do 0°C. Oziebianie powoduje krystalizacje weglanu sodowego w postaci jednorodnych krysztalów sody dziesieciowodnej. Stracone krysztaly sody dziesieciowodnej filtruje sie i przemywa roztworem weglanu sodowego celem usuniecia lugu macierzystego, a tym samym chlorku sodowego, a nastepnie suszy sie w znany sposób otrzymujac sode ciezka.

Lug macierzysty z filtracji i przemycia osadu sody dziesieciowodnej,zawierajacy weglan sodowy i chlorek sodowy oraz nieznaczna ilosc amoniaku, kierowany jest do procesu produkcyjnego sody metoda amoniakalna, w którym weglan sodowy i czesciowo chlorek sodowy sa przemieniane w wodoroweglan sodowy przez karbonizacje dwutlenkiem wegla. Otrzymany bikarbonat surowy kierowany jest do opisanego wyzej procesu zobojetniania, zamykajac w ten sposób cykl produkcji.

Sposób wedlug wynalazku pozwala na ekonomiczne wytworzenieciezkiego weglanu sodowego i niezatezo- nego katolitu oraz surowego bikarbonatu produkowanego w zwyklej instalacji do wytwarzania sody metoda amoniakalna. Umozliwia on uzyskanie wysokiej jednorodnosci krysztalów sody dziesieciowodnej dzieki jej krystalizacji z klarownego roztworu weglanu sodowego i chlorku sodowego pozbawionego osadu wodoroweglanu sodowego.

W korzystnych warunkach chlodzenia uzyskuje sie wydajnosc sody dziesieciowodnej przekraczajaca 90%, dzieki optymalnej temperaturze prowadzenia procesu zobojetniania oraz krystalizacji, jak równiez przetwarzaniu na nia zarówno wodorotlenku sodowego oraz znacznej ilosci surowego bikarbonatu sodowego.

Sposób wedlug wynalazku nie ograniczajac jego zakresu ochrony jest przedstawiony w przykladach jego wykonania.

Przyklad I. Do reaktora zaopatrzonego w mieszadlo i termometr wprowadza sie 1 litr katolitu zawierajacego 120g NaOH i 175 NaCI oraz 306 g osadu surowego bikarbonatu sodowego o skladzie: 78% NaHC03, 2% NH4HC03 i 20% HaO. Tak otrzymana mieszanine miesza sie w temperaturze 33°C przez okres 10 minut az do uzyskania klarownego roztworu weglanu sodowego i chlorku sodowego, a nastepnie oziebia sie do temperatury 0°C. Wykrystalizowana sode dziesieciowodna filtruje sie i przemywa 5% wodnym roztworem sody.

Nastepnie przemyty osad sody dziesieciowodnej ogrzewa sie w temperaturze 108°C przy cisnieniu atmosferycz¬ nym w celu odparowania wody i uzyskania monohydratu sody. Wytworzony monohydrat suszy sie w temperatu¬ rze 180°C az do uzyskania 286 g sody ciezkiej o ciezarze nasypowym 0,7—1,0 G/cm3 zawierajacej 99,0% NajCOa i 0,7% NaCI.

Przykladll. Proces zobojetniania wodorotlenku sodowego zawartego w katolicie przeprowadza sie identycznie jak w przykladzie I, a otrzymany roztwór oziebia sie do temperatury 5°C. Otrzymany osad sody dziesieciowodnej poddaje sie obróbce jak w przykladzie I, uzyskujac 270 g sody ciezkiej.

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania ciezkiego weglanu sodowego z katolitu i surowego bikarbonatu sodowego, znamienny tym, ze katolit zawierajacy wodorotlenek sodowy i chlorek sodowy, w stosunku molowym korzystnie 1:1, miesza sie z surowym bikarbonatem sodowym w temperaturze ponizej 35°C, korzystnie 33°C, po czym mieszanine oziebia sie do temperatury 0°-18°C, korzystnie 0°C, a wydzielona sode dziesieciowodna oddziela sie i suszy w znany sposób. Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 45 zl