RU2755186C1 - Method for producing caustic soda - Google Patents
Method for producing caustic soda Download PDFInfo
- Publication number
- RU2755186C1 RU2755186C1 RU2020143423A RU2020143423A RU2755186C1 RU 2755186 C1 RU2755186 C1 RU 2755186C1 RU 2020143423 A RU2020143423 A RU 2020143423A RU 2020143423 A RU2020143423 A RU 2020143423A RU 2755186 C1 RU2755186 C1 RU 2755186C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- caustic soda
- water
- production
- sodium sulfate
- naoh
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D1/00—Oxides or hydroxides of sodium, potassium or alkali metals in general
- C01D1/04—Hydroxides
- C01D1/20—Preparation by reacting oxides or hydroxides with alkali metal salts
- C01D1/22—Preparation by reacting oxides or hydroxides with alkali metal salts with carbonates or bicarbonates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии производства неорганических веществ, в частности химического получения каустической соды (NaOH) в результате конверсии сульфата натрия.The invention relates to a technology for the production of inorganic substances, in particular the chemical production of caustic soda (NaOH) as a result of the conversion of sodium sulfate.
Известны способы получения каустической соды (NaOH) электрохимическим и химическими способами.Known methods for producing caustic soda (NaOH) by electrochemical and chemical methods.
Электрохимический способ основан на электролизе водных растворов хлорида натрия с протеканием реакции диссоциации [Якименко Л.М. Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов М.: Химия, 1974, - 600с, (с 193-270)]:The electrochemical method is based on the electrolysis of aqueous solutions of sodium chloride with a dissociation reaction [Yakimenko L.M. Production of chlorine, caustic soda and inorganic chlorine products M .: Chemistry, 1974, - 600s, (from 193-270)]:
При пропускании постоянного тока через систему, использующую индифферентные электроды: катод поляризованный отрицательно, взаимодействует с деполяризатором, к которому можно отнести ионы водорода (Н*). Деполяризация катода ионами водорода приводит к образованию атомарного и молекулярного водорода:When direct current is passed through a system using indifferent electrodes: the negatively polarized cathode interacts with a depolarizer, which can be attributed to hydrogen ions (H *). Depolarization of the cathode by hydrogen ions leads to the formation of atomic and molecular hydrogen:
В свою очередь, на аноде, поляризованном положительно, деполяризатором выступает хлор-ион. После разряда образуется атомарный и, далее, молекулярный хлор (газ):In turn, the chlorine ion acts as a depolarizer at the positively polarized anode. After the discharge, atomic and, then, molecular chlorine (gas) is formed:
В итоге в водном растворе накапливается щелочь - NaOH - целевой продукт. После отпаривания воды получают сухую каустическую соду.As a result, the aqueous solution accumulates alkali - NaOH - the target product. After steaming off the water, dry caustic soda is obtained.
К недостаткам способа можно отнести:The disadvantages of this method include:
- получение газообразных продуктов: водорода и хлора, которые нужно разделить и утилизировать;- obtaining gaseous products: hydrogen and chlorine, which must be separated and disposed of;
- невысокая концентрация щелочи в отработанном электролите (до 120 г/дм3) и, соответственно, существенные затраты на отпаривание воды;- low concentration of alkali in the spent electrolyte (up to 120 g / dm 3 ) and, accordingly, significant costs for water steaming;
- высокие энергозатраты.- high energy consumption.
Известен ферритный способ производства щелочи, основанный на спекании кальцинированной соды с окисью железа (Fe2O3) с получением феррита натрия [Шокин И.Н., Крашенинников С.А. Технология соды М. : Химия 1975. - 288 с, (с. 205-244)]:Known ferritic method for the production of alkali, based on sintering soda ash with iron oxide (Fe 2 O 3 ) to obtain sodium ferrite [Shokin IN, Krasheninnikov SA. Soda technology M.: Chemistry 1975. - 288 s, (p. 205-244)]:
Важным свойством получаемого соединения является возможность его разложения в воде:An important property of the resulting compound is the possibility of its decomposition in water:
После разложения получают осадок оксида железа, возвращаемый на спекание, и раствор гидроксида натрия, направляемый на обезвоживание. Недостатком способа является существенные затраты Na2CO3, характеризующийся высокой стоимостью.After decomposition, a precipitate of iron oxide is obtained, which is returned for sintering, and a sodium hydroxide solution, which is sent for dehydration. The disadvantage of this method is the significant costs of Na 2 CO 3 , characterized by high cost.
Наиболее близким к заявленному является способ производства щелочи [Н.С. Ахметов. Неорганическая химия. М.: Высшая школа, 1975, с. 591-592], по которому осуществляют взаимодействие кальцинированной соды (Na2C03) с гашеной известью по схеме:Closest to the claimed method is the production of alkali [NS. Akhmetov. Inorganic chemistry. M .: Higher school, 1975, p. 591-592], according to which the interaction of soda ash (Na2C03) with slaked lime is carried out according to the scheme:
Процесс получил название каустификации. К основному недостатку следует отнести использование кальцинированной соды и значительные энергозатраты на обезвоживание щелочного раствора.The process is called causticization. The main disadvantage is the use of soda ash and significant energy consumption for dehydration of the alkaline solution.
Целью заявляемого является снижение совокупности затрат при получении щелочного рассола с содержанием NaOH до 600 г/дм3 с использованием реакции конверсии сульфата натрия, накапливаемого в металлургических технологиях переработки сульфидного сырья.The purpose of the claimed is to reduce the total cost of obtaining an alkaline brine with a NaOH content of up to 600 g / dm 3 using the conversion reaction of sodium sulfate accumulated in metallurgical technologies for processing sulfide raw materials.
Поставленная цель достигается тем, что способ получения каустической соды реализуется с участием обожженной извести, а в качестве реагента для каустификации используют гидрокарбонат натрия (NaHCO3), при смешивании твердых компонентов в соответствии со стехиометрическим отношением 1:1 (56 г СаО и 84 г NaHCO3) и ступенчатой подачей воды (10% от массы твердой смеси) в течении 5-7 мин при температуре 35-40°С с добавлением новой порции воды до получения пульпы содержащей 60-70% жидкого с последующей фильтрацией и промывкой кека с получением раствора щелочи содержащего 600 г/дм3 NaOH.This goal is achieved by the fact that the method for producing caustic soda is realized with the participation of burnt lime, and sodium bicarbonate (NaHCO 3 ) is used as a causticizing reagent, when solid components are mixed in accordance with a stoichiometric ratio of 1: 1 (56 g CaO and 84 g NaHCO 3 ) and a stepwise supply of water (10% of the mass of the solid mixture) for 5-7 minutes at a temperature of 35-40 ° C with the addition of a new portion of water until a slurry containing 60-70% liquid is obtained, followed by filtration and washing of the cake to obtain a solution alkali containing 600 g / dm 3 NaOH.
Для образования гидрокарбоната натрия предполагается использование сульфата натрия. Химизм процесса образования гидрокарбоната натрия (конверсии сульфата натрия) [Те-Пан-Го, Производство соды., М. - Л., ГНТИХЛ, 1948, 424 с.]:For the formation of sodium bicarbonate, it is assumed the use of sodium sulfate. The chemistry of the process of formation of sodium bicarbonate (conversion of sodium sulfate) [Te-Pan-Go, Soda production., M. - L., GNTIHL, 1948, 424 p.]:
В данной системе труднорастворимым соединением является NaHCO3 (в воде при 20°С растворяется 9,6 г соли в 100 г воды). Учитывая сложный солевой фон растворов, величина растворимости NaHCO3 уменьшается до 2,5-3 г на 100 г воды. После отделения осадка NaHCO3 от раствора он поступает на каустификацию:In this system, a sparingly soluble compound is NaHCO 3 (9.6 g of salt dissolves in 100 g of water in water at 20 ° C). Taking into account the complex salt background of solutions, the value of the solubility of NaHCO 3 decreases to 2.5-3 g per 100 g of water. After separation of the NaHCO 3 precipitate from the solution, it goes to causticization:
В результате реакции (10) в растворе накапливается до 600 г/дм3 NaOH. Этот раствор направляют на обезвоживание с получением сухой (плавленой) NaOH, а также осадка карбоната кальция, поступающего на обжиг с целью регенерации извести (СаО) и углекислого газа, участвующего в карбонизации.As a result of reaction (10), up to 600 g / dm 3 NaOH accumulates in the solution. This solution is sent for dehydration to obtain dry (fused) NaOH, as well as calcium carbonate precipitate, which is fed for roasting to regenerate lime (CaO) and carbon dioxide involved in carbonization.
При каустификации перемешивают твердые обожженную известь и гидрокарбонат натрия с подачей воды небольшими порциями (10% от массы твердого) при активном перемешивании, обеспечивая рабочую температуру процесса 35-40°С. После 5-7 минут выкручивания снова добавляют указанное количество воды. Операцию повторяют 5-6 раз с получением в итоге пульпы содержащей 60-70% жидкого. Фазы разделяют центрифугированием.During causticization, solid calcined lime and sodium bicarbonate are mixed with the supply of water in small portions (10% of the solid mass) with active stirring, ensuring the operating temperature of the process is 35-40 ° C. After 5-7 minutes of twisting, add the specified amount of water again. The operation is repeated 5-6 times, resulting in a pulp containing 60-70% liquid. The phases are separated by centrifugation.
ПримерExample
При смешивании 1000 г обожженной извести, содержащей 90% СаО и осадка NaHCO3 в количестве 1580 г (содержание гидрокарбоната натрия составляет 85%) получено 642 г щелочи и 1647,8 г (с учетом твердых примесей) карбоната кальция. После выщелачивания в воде получили раствор, содержащий 620 г/дм3 NaOH. Общее извлечение щелочи от теоретически возможного составило 96,1%.When mixing 1000 g of burnt lime containing 90% CaO and a precipitate of NaHCO 3 in an amount of 1580 g (sodium bicarbonate content is 85%), 642 g of alkali and 1647.8 g (including solid impurities) of calcium carbonate were obtained. After leaching in water, a solution was obtained containing 620 g / dm 3 NaOH. The total extraction of alkali from the theoretically possible was 96.1%.
Кек выщелачивания представлен, в основном, карбонатом кальция, возвращаемым на сушку и термическое разложение (обжиг) с получением углекислого газа, используемого при обработке аммиачносульфатных растворов при получении NaHCO3.The leaching cake is mainly represented by calcium carbonate returned for drying and thermal decomposition (roasting) to produce carbon dioxide, which is used in the treatment of ammonium sulfate solutions to obtain NaHCO 3 .
Достигаемый технический результат от реализации данного способа состоит в следующем:The achieved technical result from the implementation of this method is as follows:
- осуществляется утилизация накапливаемого в металлургических производствах побочного продукта - сульфата натрия;- utilization of a by-product accumulated in metallurgical production - sodium sulfate;
- эффективно используется гидрокарбонат натрия для получения продукта - каустической соды;- sodium bicarbonate is effectively used to obtain a product - caustic soda;
- возможна оборачиваемость промпродукта основной реакции каустификации - карбоната кальция - с получением оксида кальция и диоксида углерода, возвращаемых, соответственно, на каустификацию (оксид кальция) и получение гидрокарбоната (СО2);- it is possible to turnover the middlings of the main causticization reaction - calcium carbonate - with the production of calcium oxide and carbon dioxide, which are returned, respectively, for causticization (calcium oxide) and the production of bicarbonate (СО 2 );
- происходит снижение энергозатрат при обезвоживании щелочных растворов, содержащих большее количество щелочи по сравнению с прототипом.- there is a decrease in energy consumption during dehydration of alkaline solutions containing a greater amount of alkali in comparison with the prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020143423A RU2755186C1 (en) | 2020-12-25 | 2020-12-25 | Method for producing caustic soda |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020143423A RU2755186C1 (en) | 2020-12-25 | 2020-12-25 | Method for producing caustic soda |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2755186C1 true RU2755186C1 (en) | 2021-09-14 |
Family
ID=77745621
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020143423A RU2755186C1 (en) | 2020-12-25 | 2020-12-25 | Method for producing caustic soda |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2755186C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU331663A1 (en) * | 1970-08-03 | 1978-02-28 | Славянский Ордена Трудового Красного Знамени Содовый Комбинат | Method of obtaining caustic soda |
RU2274604C2 (en) * | 2004-07-19 | 2006-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-технический центр "Химмодуль-XXI" (ООО НТЦ "Химмодуль-XXI") | Sodium hydroxide production process |
CN101092240A (en) * | 2006-06-23 | 2007-12-26 | 北京清华紫光英力化工技术有限责任公司 | New technique for preparing sodium hydroxide |
US9593023B2 (en) * | 2013-11-12 | 2017-03-14 | Solvay Sa | Process for treating a sodium carbonate purge |
-
2020
- 2020-12-25 RU RU2020143423A patent/RU2755186C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU331663A1 (en) * | 1970-08-03 | 1978-02-28 | Славянский Ордена Трудового Красного Знамени Содовый Комбинат | Method of obtaining caustic soda |
RU2274604C2 (en) * | 2004-07-19 | 2006-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-технический центр "Химмодуль-XXI" (ООО НТЦ "Химмодуль-XXI") | Sodium hydroxide production process |
CN101092240A (en) * | 2006-06-23 | 2007-12-26 | 北京清华紫光英力化工技术有限责任公司 | New technique for preparing sodium hydroxide |
US9593023B2 (en) * | 2013-11-12 | 2017-03-14 | Solvay Sa | Process for treating a sodium carbonate purge |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11230472B2 (en) | Method and apparatus for capturing carbon dioxide and producing sulfuric acid by sodium bisulfate | |
CN110656343B (en) | Method for preparing double-alkali co-production high-purity gypsum from mirabilite and limestone by utilizing PCET reaction | |
CN106865579B (en) | Well mine sea lake salt brine thermal cycling method ammonia integrated soda production | |
AU2014203346A1 (en) | A process for making lithium carbonate from lithium chloride | |
CA2736379C (en) | Process for the production of high purity magnesium hydroxide | |
EA032897B1 (en) | Hydrometallurgical process to produce pure magnesium metal and various by-products | |
RU2751710C2 (en) | Method for producing high-purity lithium hydroxide monohydrate from materials containing lithium carbonate or lithium chloride | |
CN109179457B (en) | Method for extracting lithium from electrolytic aluminum waste residues | |
CN101092240A (en) | New technique for preparing sodium hydroxide | |
CN112225235A (en) | Method for preparing sodium bicarbonate and sodium bisulfate from sodium sulfate | |
RU2157338C2 (en) | Method of production of high-purity lithium hydroxide from natural brines | |
RU2755186C1 (en) | Method for producing caustic soda | |
CN107142490A (en) | A kind of method that magnesium chloride electricity is converted into high-purity magnesium oxide | |
CN106082285B (en) | The method of lithium salts is extracted from salt lake brine with high magnesium-lithium ratio | |
CN108456785A (en) | A kind of method and device using copper ashes dechlorination | |
CN108928851A (en) | A method of ammonium vanadate sodium is prepared by sodium vanadate solution | |
WO2024016115A1 (en) | Co2 capture and desorption apparatus and method | |
RU2108413C1 (en) | Method for production of aqueous acidified solution containing chlorate ions, method for electrochemical treatment of aqueous solution of mixture of salts of alkali metals, method for production of chlorine dioxide | |
CN109399723A (en) | A method of electrolytic manganese dioxide is produced using manganese tailing and Titanium white waste sulfuric acid | |
RU2616749C1 (en) | Method of metal lithium obtainment using natural brine processing products | |
CN109385641A (en) | A method of utilizing sodium vanadate solution electrolytic preparation ammonium poly-vanadate | |
RU2198842C2 (en) | Method of magnesium oxide producing | |
CN107128973A (en) | A kind of method that ammonium metavanadate is prepared by sodium vanadate | |
RU2487082C1 (en) | Method of producing calcium fluoride | |
RU2007143435A (en) | METHOD FOR COMPLEX PROCESSING OF ALUMINOSILICATE RAW MATERIALS |