专利名称：一种综合制碱工艺及其产物应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及制碱技术领域，特别涉及一种综合制碱工艺及其产物应用。
背景技术：
纯碱的生产，目前广泛采用的是天然碱法和化合法，化合法分为索尔维制碱法(又称为氨碱法)和侯氏制碱法(又称为联合制碱法)。天然碱法是使用含碳酸钠单一成分纯度极高的天然碱原料经过常规蒸发浓缩出一水碳酸钠，再经煅烧制得纯碱。化合法中的氨碱法在生产过程中由于原料食盐的利用率低(利用率只有72 74%)，其余的食盐都随着氯化钙溶液作为废液被抛弃，废液排放量大且如何处理没有多大用途的氯化钙成为一个很大的负担，所以导致成本高，污染严重。化合法中的联合制碱法也是使用精制盐为原料，经氨化、碳酸化制得碳酸氢钠，再经煅烧制得纯碱，并将废液中的氯化钠加以利用制成氯化铵无机肥，在制碱过程中将制碱与制氯化铵交替进行，构成一个循环过程。这三种方法生产纯碱设备投资高，能耗大，程序多，生产周期长，废水、废气、废渣等排放物对环境的污染也严重。纯碱生产中，氨碱法因其对食盐原料的利用率低，且生产难以处理的氯化钙逐渐被联合制碱法取代。联合制碱法虽然实现了生产主产品纯碱和副产品氯化铵的交替循环， 但是由于联合制碱法中氯化钠母液是循环使用的，氯化钠母液经长时间循环使用后，母液中含有各种有色物质，如Fe、Ca、Mg等离子，且含量不断富积，从而影响到重质纯碱(简称重碱)白度的提高，导致生产的纯碱的白度较低，制得的纯碱的白度不高，纯碱的质量不高。优质重质纯碱应该是色泽纯白或微带蓝相、光泽好，而联合制碱法生产的纯碱的白度在88 92，且很不稳定，不能满足国内外高新企业的要求。长期以来，纯碱是市场需求量较大的一种重要化工产品，广泛应用于轻工日化、建材、化学工业、食品工业、冶金、纺织、石油、国防、医药等领域，用作制造其他化学品的原料、清洗剂、洗涤剂，也用于照相术和分析领域。建材领域，玻璃工业是纯碱的最大消费部门，每吨玻璃消耗纯碱0.2吨。在生产、销售重质纯碱过程中，虽然在中国国家标准中没有白度指标，近几年来，一些纯碱用户，如清洁剂、高档玻璃生产商对重质纯碱的白度提出了较高的要求，有的甚至提出了重质纯碱结晶颗粒形状的要求。随着纯碱市场的竞争日益激烈，国内外高新企业对纯碱的外观质量要求也越来越高，作为纯碱产品外观主要指标的白度，也成为各纯碱企业的重要攻关课题。中国是世界上石灰岩矿资源丰富的国家之一(石灰石是石灰岩作为矿物原料的商品名称，石灰石主要成分是碳酸钙)，除上海、香港、澳门外，在各省、直辖市、自治区均有分布。据原国家建材局地质中心统计，全国石灰岩分布面积达43. 8万KM2(未包括西藏和台湾)，约占国土面积的1/20，全国已发现水泥石灰岩矿点七、八千处，其中已有探明储量的有1286处，其中大型矿床257处、中型481处、小型486处(矿石储量大于8000万吨为大型、 4000 8000万吨为中型、小于4000万吨为小型)，共计保有矿石储量542亿吨，其中石灰岩储量504亿吨，占93% ；大理岩储量38亿吨，占7%。山东、河北、河南、广东、辽宁、湖南、湖北7省各保有储量30 20亿吨，石灰石资源非常丰富，且开采和交通方便。重碱(NaHCO3)的制备是纯碱生产中的一个重要工艺过程，在现有技术中，国内多数采用由制取重碱和制取氯化铵两个工艺过程构成的联合制碱法。这种方法必须分别配置产生二氧化碳和合成氨的昂贵设备，合成氨主要生产工艺将煤，水蒸气通过煤气发生炉制得半水煤气(含有C02、C0、N2、H2、H2S等)；通过脱硫工序除掉半水煤气中的有害物质；进入变换工序将气体中的CO转变成CO2 ；剩余气体经过脱碳工序(联碱的碳化或其它方法脱碳)吸收掉其中的(X)2 ；剩余的气体中主要是H2和N2,还有极少量的C0、0)2等有害气体，再经过净化工序除掉其中的有害物质，使其含量控制在10PPM以下，纯净的H2和N2再经过合成工序，制得合成氨(NH3),投资成本大，合成氨厂耗能大，不能充分利用我国的地理优势， 制得的二氧化碳的纯度低(一般浓度为28%左右)，且有废气产生，对环境污染大，生产安全性能低。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种低成本、高质量、高利用率、环保、安全、工艺简单，充分利用我国的地理优势，无固废、变废为宝且经济效益高的综合制碱工艺。本发明的另一目的是针对现有技术的不足而提供一种低成本、高质量、高利用率、 环保、安全、工艺简单，充分利用我国的地理优势，无固废、变废为宝，产物利用率高，经济效益高的综合制碱工艺的产物应用。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。提供一种综合制碱工艺，包括以下工艺步骤
步骤A、在饱和氯化钠(NaCl)溶液中通入购买的氨气(NH3),制得氨盐水； 步骤B、煅烧石灰石(CaCO3)产生二氧化碳(CO2)和固体氧化钙(CaO)，将产生的二氧化碳(CO2)通入上述氨盐水中，生成含固体碳酸氢钠(NaHC03)、氯化钠(NaCl)溶液和氯化铵 (NH4C1)溶液的混合物；
步骤C、将步骤B中的混合物进行过滤得到固体碳酸氢钠(NaHCO3),以及氯化铵(NH4Cl) 和氯化钠(NaCl)的混合滤液；
步骤D、煅烧固体碳酸氢钠(NaHCO3)生成纯碱(Na2CO3)产品和二氧化碳(CO2),然后将生成的二氧化碳(CO2)回收并引至氨盐水中循环利用；在氯化铵(NH4Cl)和氯化钠(NaCl)的混合滤液中加入氯化钠(NaCl)细粉和购买的氨气(NH3),经冷却、过滤、洗涤、干燥后，生成氯化铵(NH4Cl)产品和饱和氯化钠(NaCl)溶液；
步骤E、将步骤D中的饱和氯化钠(NaCl)溶液通过膜过滤装置过滤分离杂质，然后再循环利用。其中，所述膜过滤装置为纳滤膜过滤装置。其中，所述纳滤膜过滤装置可使钠离子通过膜分离层，而钙离子、镁离子和铁离子被膜分离层阻挡。为实现上述另一目的，本发明采用如下技术方案。一种综合制碱工艺的产物应用，包括以下步骤
所述步骤E之后还包括有步骤F、将煅烧石灰石(CaCO3)产生的氧化钙(CaO)与海砂以20% 25% 75% 80%的比例混合，经高温高压反应，制成灰砂砖产品； 所述步骤F，具体包括以下工艺步骤
步骤Fl、将氧化钙(CaO)与海砂以20% 25% 75% 80%的比例混合并搅拌均勻，然后放置于储存罐中反应M小时，直至反应后的氧化钙(CaO)与海砂的混合物的含水量为5 10% ；
步骤F2、将氧化钙(CaO)与海砂的混合物在温度为160 200°C，压力为0. 6 1. 2MPa 条件下反应，反应时间为6 10小时，直至氧化钙(CaO)与海砂充分粘合；
步骤F3、将充分粘合的氧化钙(CaO)与海砂的混合物，用制砖模具压制成型，即制得灰砂砖产品。其中，所述步骤Fl之前，还包括有步骤F0，将氧化钙(CaO)研磨至100 200目。其中，所述步骤Fl中，氧化钙(CaO)与海砂的比例为20% :80%，反应M小时后氧化钙(CaO)与海砂的混合物的含水量为8%。其中，所述步骤F2中，氧化钙(CaO)与海砂的混合物的反应温度为180 195°C， 反应压力为0. 8 1. OMPa，反应时间为6. 5 8小时，直至氧化钙(CaO)与海砂充分粘合。一种综合制碱工艺的产物应用，包括以下步骤
所述步骤E之后还包括有步骤G、将煅烧石灰石(CaCO3)产生的氧化钙(CaO)与质量分数为70%的硝酸(HNO3)溶液混合反应，制成硝酸钙(Ca (NO3)2)产品。其反应式如下 CaO + 2 HNO3= (Ca (NO3)2)+ H20。一种综合制碱工艺的产物应用，包括以下步骤
所述步骤D之后还包括有步骤D1，利用生产的氯化铵(NH4Cl)产品制备氨气和盐酸； 所述步骤D1，具体包括以下工艺步骤
步骤(1)、将生产的氯化铵(NH4Cl)产品在蒸馏瓶中溶解后，加入固体碱式氯化镁 (Mg(OH)Cl)试剂，在100 105°C条件下反应生产氨气(NH3)；
步骤(2)、将上述混合物的水分蒸干后，析出六水氯化镁晶体(MgCl ·6Η20)，加热300 400°C产生盐酸(HC1)。其反应式如下
水分蒸干后，析出的六水氯化镁晶体分解如下
进一步地，在所述步骤(1)中，先加入木炭粗末，再加热反应，可有效避免步骤(1)在反应过程中发生暴沸现象，提高生产安全性且提高NH4Cl的分解率。进一步地，NH4Cl与木炭粗末的重量比为1:1.91。 纳滤膜过滤装置是指利用钠滤膜实现过滤分离的装置，纳滤 (NF, Nanofiltration)是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离技术，技术原理近似机械筛分。通过在纳滤膜表面复合正电荷的方式，使钙离子和镁离子这样的二价阳离子被膜分离层阻挡，而钠离子这样的一价阳离子可以通过膜分离层，从而实现纳滤膜对离子的选择性透过。本发明的饱和氯化钠溶液引入到母液中循环使用前，先将饱和氯化钠溶液通过膜过滤装置进行过滤分离，将母液中的杂质，如铁、镁、和钙离子等阻挡在纳滤膜的内侧，而通过纳滤膜进入到纳滤膜外侧的氯化钠溶液再引至饱和氯化钠母液中循环使用，有效避免氯化钠母液经长时间循环使用后，母液中各种有色物质的富积，生产的纯碱白度高达92 95，纯碱品质高。本发明选用的海砂是指分布于海岸和浅海的、以中砂和粗砂为主、包括部分细砂和砾石的砂质堆积，海砂级配良好，品质优良，可作为混凝土结构的细骨料使用。海砂，海砂即海中的砂石，是指受海水侵蚀而没有经过淡化处理的砂，多来自海水和河流交界的地方， 其主要成分是SiO2,在城市建设上使用十分广泛，海砂正成为仅次于石油天然气的第二大海洋矿产。煅烧石灰石产生的CaO与海砂表面的水分接触反应，生产碱和硅，并释放出大量的热，使海砂表面部分水分挥发，同时碱的生成降低了海砂的熔融温度，海砂与氧化钙充分粘合，利用制砖模具可方便将打制成砖，固化后即制得灰砂砖。联合制碱法必须分别配置产生二氧化碳和合成氨的昂贵设备，投资成本大，合成氨厂耗能大，不能充分利用我国的地理优势，制得的二氧化碳的纯度低，一般浓度为28%左右，且有废气如CO和吐3等产生，对环境污染大，生产安全性能低。购买NH3,来源广泛，运输方便，可以节省制造NH3对设备和后期处理的投资，有利于降低生产成本。本发明的有益效果为
本发明的综合制碱工艺，包括以下工艺步骤步骤A、在饱和氯化钠溶液中通入购买的氨气，制得氨盐水；步骤B、煅烧石灰石产生二氧化碳和氧化钙，将二氧化碳通入上述氨盐水中，生成含固体碳酸氢钠、氯化钠溶液和氯化铵溶液的混合物；步骤C、将步骤B中的混合物进行过滤得到固体碳酸氢钠，以及氯化铵和氯化钠的混合滤液；步骤D、煅烧固体碳酸氢钠生成纯碱和二氧化碳，将二氧化碳回收并引至氨盐水中循环利用；在氯化铵和氯化钠的混合滤液中加入氯化钠细粉和购买的氨气，经冷却、过滤、洗涤、干燥后，生成氯化铵产品和饱和氯化钠溶液；步骤E、将步骤C中的饱和氯化钠溶液通过膜过滤装置过滤分离杂质，然后再循环利用。本发明具有生产成本低，纯碱白度高，氯化钠利用率高，无水废和固废、环保、安全，工艺简单，充分利用我国的地理优势，原料购买成本低、变废为宝，经济效益高的优点。本发明的产物氯化铵除了可以作为农业用肥料直接使用，还可以用于制备盐酸和氨气；本发明的另一产物氧化钙可以和海砂反应用于制备灰砂砖，也可以与硝酸反应用于制备硝酸，产物的利用率高，应用范围广，经济效率高，具有很强的社会效益。本发明的优点在于
(1)避免了氨碱法和联合制碱法的缺点，同时综合了氨碱法和联合制碱法的优点，综合了氨碱法中纯碱的高白度、联碱法中氯化钠的高利用率以及环保的优点，将氨碱法和联合制碱法的制碱工艺巧妙结合，利用膜过滤装置过滤氯化钠母液，去除母液中的杂质，调节循环母液氯化钠溶液的纯度，生产的纯碱白度高达92 95，氯化钠利用率高达96%，生产了氯化铵，工艺简单，操作简便，有利于普遍推广应用。(2)通过购买氨气取代联合制碱法中利用合成氨工厂制备氨气，降低设备投资成本，避免产生废气和废液，能耗少，安全、环保，对环境污染小，符合国际环保标准，另外，购买氨气来源广泛，生产成本与联合制碱法相比降低至少40%，生产成本低，经济效益高。(3)充分利用我国的地理优势，通过煅烧石灰石提供二氧化碳气体，原料来源广泛，购买成本低，无需投资建设合成氨工厂，降低设备成本，二氧化碳的浓度高。(4)煅烧石灰石产生的固体氧化钙与海砂混合制成灰砂砖，充分利用我国地理优势，海砂的来源非常广泛，成本低廉，经济效益高，本发明具有无固废、变废为宝，经济效益高的优点。(5)煅烧石灰石产生的固体氧化钙还可以与硝酸反应，制备硝酸钙。硝酸钙主要用于冷冻剂和水泥防冻剂、钢铁工业磷化剂，也用于制造烟火及其他硝酸盐，农业上用作酸性土壤的肥料，经济效益好。(6)本发明生产的氯化铵可直接作为肥料使用，也可用于制备氨气和盐酸，当氯化铵不销售不好或者当氨气不容易购买时，可利用生产的氨气通入母液氯化铵溶液中，循环利用制备纯碱，确保综合制碱工艺生产时氨气原材料的安全和及时供应，降低购买氨气的成本；另一方面，也可以将生产的盐酸出售，提高经济效益。(7)本发明巧妙地综合了现有技术的优点，有效避免了现有技术的缺点，是现有技术优势的结合，便于实施，且对环境污染少，制碱工艺中产生的产物均可得到有效利用， 原材料得到充分的利用，无水废和固废，环保，生产成本低，经济效益高，具有良好的社会效
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图1是本发明一种综合制碱工艺的工艺流程图。图2是本发明一种综合制碱工艺的另一工艺流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。实施例一。如图1所示，本发明的综合制碱工艺，包括以下步骤
步骤A、在饱和氯化钠(NaCl)溶液中通入购买的氨气(NH3),制得氨盐水； 步骤B、煅烧石灰石(CaCO3)产生二氧化碳(CO2)和固体氧化钙(CaO)，将产生的二氧化碳(CO2)通入上述氨盐水中，生成含固体碳酸氢钠(NaHC03)、氯化钠(NaCl)溶液和氯化铵 (NH4C1)溶液的混合物；
步骤C、将步骤B中的混合物进行过滤得到固体碳酸氢钠(NaHCO3),以及氯化铵(NH4Cl) 和氯化钠(NaCl)的混合滤液；
步骤D、煅烧固体碳酸氢钠(NaHCO3)生成纯碱(Na2CO3)产品和二氧化碳(CO2),然后将生成的二氧化碳(CO2)回收并引至氨盐水中循环利用；在氯化铵(NH4Cl)和氯化钠(NaCl)的混合滤液中加入氯化钠(NaCl)细粉和购买的氨气(NH3),经冷却、过滤、洗涤、干燥后，生成氯化铵(NH4Cl)产品和饱和氯化钠(NaCl)溶液；
步骤E、将步骤D中的饱和氯化钠(NaCl)溶液通过纳滤膜过滤装置过滤分离杂质，使钠离子通过膜分离层，而钙离子、镁离子和铁离子被膜分离层阻挡，然后再将通过膜分离层的氯化钠溶液循环利用。本发明具有生产成本低，纯碱质量高，氯化钠利用率高，无水废和固废、环保、安全，工艺简单，充分利用我国的地理优势，原料购买成本低、变废为宝，经济效益高的优点。一种综合制碱工艺的产物应用，包括以下步骤
本实施例为综合制碱工艺的产物——氧化钙的应用，所述步骤E之后还包括有步骤F、
8将煅烧石灰石(CaCO3)产生的氧化钙(CaO)与海砂以20% 80%的比例混合，经高温高压反应，制成灰砂砖产品；
具体地，步骤F包括以下工艺步骤 步骤F0，将氧化钙(CaO)研磨至100目。步骤F1、将氧化钙(CaO)与海砂以20% :80%的比例混合并搅拌均勻，然后放置于储存罐中反应M小时，直至反应后氧化钙(CaO)与海砂的混合物的含水量为5% ；
步骤F2、将氧化钙(CaO)与海砂的混合物在温度为160°C，压力为0. 6MPa条件下反应， 反应时间为6小时，直至氧化钙(CaO)与海砂充分粘合；
步骤F3、将充分粘合的氧化钙(CaO)与海砂的混合物，用制砖模具压制成型，即制得灰砂砖产品。本发明利用煅烧石灰石产生的固体氧化钙与海砂混合制成灰砂砖，充分利用我国地理优势，海砂的来源非常广泛，成本低廉，经济效益高，本发明具有无固废、变废为宝，经济效益高的优点。一种综合制碱工艺的产物应用，包括以下步骤
本实施例为综合制碱工艺的产物——氯化铵的应用，所述步骤D之后还包括有步骤 D1，利用生产的氯化铵(NH4Cl)产品制备氨气和盐酸；所述步骤D1，具体包括以下工艺步骤
步骤(1)、将生产的氯化铵(NH4Cl)产品在蒸馏瓶中溶解后，加入固体碱式氯化镁 (Mg(OH)Cl)试剂和木炭粗末，在100°C条件下反应生产氨气(NH3)；
步骤(2)、将上述混合物的水分蒸干后，析出六水氯化镁晶体(MgCl · Ml2O),加热300°C 产生盐酸(HC1)。本发明生产的氯化铵除了可以作为农业用肥料直接使用，也可用于制备氨气和盐酸，当氨气不容易购买时，可利用生产的氨气通入母液氯化铵溶液中，循环利用制备纯碱， 另一方面，也可以将生产的盐酸出售，提高经济效益。实施例二。如图2所示，本发明的综合制碱工艺，包括以下步骤
步骤A、在饱和氯化钠(NaCl)溶液中通入购买的氨气(NH3),制得氨盐水； 步骤B、煅烧石灰石(CaCO3)产生二氧化碳(CO2)和固体氧化钙(CaO)，将产生的二氧化碳(CO2)通入上述氨盐水中，生成含固体碳酸氢钠(NaHC03)、氯化钠(NaCl)溶液和氯化铵 (NH4C1)溶液的混合物；
步骤C、将步骤B中的混合物进行过滤得到固体碳酸氢钠(NaHCO3),以及氯化铵(NH4Cl) 和氯化钠(NaCl)的混合滤液；
步骤D、煅烧固体碳酸氢钠(NaHCO3)生成纯碱(Na2CO3)产品和二氧化碳(CO2),然后将生成的二氧化碳(CO2)回收并引至氨盐水中循环利用；在氯化铵(NH4Cl)和氯化钠(NaCl)的混合滤液中加入氯化钠(NaCl)细粉和购买的氨气(NH3),经冷却、过滤、洗涤、干燥后，生成氯化铵(NH4Cl)产品和饱和氯化钠(NaCl)溶液；
步骤E、将步骤D中的饱和氯化钠(NaCl)溶液通过纳滤膜过滤装置过滤分离杂质，使钠离子通过膜分离层，而钙离子、镁离子和铁离子被膜分离层阻挡，然后再将通过膜分离层的氯化钠溶液循环利用。
本发明具有生产成本低，纯碱质量高，氯化钠利用率高，无水废和固废、环保、安全，工艺简单，充分利用我国的地理优势，原料购买成本低、变废为宝，经济效益高的优点。一种综合制碱工艺的产物应用，包括以下步骤
本实施例为综合制碱工艺的产物——氯化铵的应用，所述步骤D之后还包括有步骤 D1，利用生产的氯化铵(NH4Cl)产品制备氨气和盐酸；所述步骤D1，具体包括以下工艺步骤
步骤(1)、将生产的氯化铵(NH4Cl)产品在蒸馏瓶中溶解后，加入固体碱式氯化镁 (Mg(OH)Cl)试剂和木炭粗末，在100°C条件下反应生产氨气(NH3)；
步骤(2)、将上述混合物的水分蒸干后，析出六水氯化镁晶体(MgCl · Ml2O),加热300°C 产生盐酸(HC1)。本发明生产的氯化铵除了可以作为农业用肥料直接使用，也可用于制备氨气和盐酸，当氨气不容易购买时，可利用生产的氨气通入母液氯化铵溶液中，循环利用制备纯碱， 另一方面，也可以将生产的盐酸出售，提高经济效益。一种综合制碱工艺的产物应用，包括以下步骤
本实施例为综合制碱工艺的产物——氧化钙的应用，所述步骤E之后还包括有步骤 G、将煅烧石灰石(CaCO3)产生的氧化钙(CaO)与质量分数为70%的硝酸(HNO3)溶液混合反应，制成硝酸钙(Ca (NO3)2)产品。本发明制备的硝酸钙主要用于冷冻剂和水泥防冻剂、钢铁工业磷化剂，也用于制造烟火及其他硝酸盐，农业上用作酸性土壤的肥料，无固废、变废为宝，经济效益高。实施例三。如图1所示，本发明的综合制碱工艺，包括以下步骤
步骤A、在饱和氯化钠(NaCl)溶液中通入购买的氨气(NH3),制得氨盐水； 步骤B、煅烧石灰石(CaCO3)产生二氧化碳(CO2)和固体氧化钙(CaO)，将产生的二氧化碳(CO2)通入上述氨盐水中，生成含固体碳酸氢钠(NaHC03)、氯化钠(NaCl)溶液和氯化铵 (NH4C1)溶液的混合物；
步骤C、将步骤B中的混合物进行过滤得到固体碳酸氢钠(NaHCO3),以及氯化铵(NH4Cl) 和氯化钠(NaCl)的混合滤液；
步骤D、煅烧固体碳酸氢钠(NaHCO3)生成纯碱(Na2CO3)产品和二氧化碳(CO2),然后将生成的二氧化碳(CO2)回收并引至氨盐水中循环利用；在氯化铵(NH4Cl)和氯化钠(NaCl)的混合滤液中加入氯化钠(NaCl)细粉和购买的氨气(NH3),经冷却、过滤、洗涤、干燥后，生成氯化铵(NH4Cl)产品和饱和氯化钠(NaCl)溶液；
步骤E、将步骤D中的饱和氯化钠(NaCl)溶液通过纳滤膜过滤装置过滤分离杂质，使钠离子通过膜分离层，而钙离子、镁离子和铁离子被膜分离层阻挡，然后再将通过膜分离层的氯化钠溶液循环利用。本发明具有生产成本低，纯碱质量高，氯化钠利用率高，无水废和固废、环保、安全，工艺简单，充分利用我国的地理优势，原料购买成本低、变废为宝，经济效益高的优点。一种综合制碱工艺的产物应用，包括以下步骤
本实施例为综合制碱工艺的产物——氧化钙的应用，所述步骤E之后还包括有步骤F、 将煅烧石灰石(CaCO3)产生的氧化钙(CaO)与海砂以22% 78%的比例混合，经高温高压反应，制成灰砂砖产品；
具体地，步骤F包括以下工艺步骤 步骤F0，将氧化钙(CaO)研磨至150目。步骤F1、将氧化钙(CaO)与海砂以22% :78%的比例混合并搅拌均勻，然后放置于储存罐中反应M小时，直至反应后氧化钙(CaO)与海砂的混合物的含水量为8% ；
步骤F2、将氧化钙(CaO)与海砂的混合物在温度为180°C，压力为0. SMPa条件下反应， 反应时间为8小时，直至氧化钙(CaO)与海砂充分粘合；
步骤F3、将充分粘合的氧化钙(CaO)与海砂的混合物，用制砖模具压制成型，即制得灰砂砖产品。本发明利用煅烧石灰石产生的固体氧化钙与海砂混合制成灰砂砖，充分利用我国地理优势，海砂的来源非常广泛，成本低廉，经济效益高，本发明具有无固废、变废为宝，经济效益高的优点。一种综合制碱工艺的产物应用，包括以下步骤
本实施例为综合制碱工艺的产物——氯化铵的应用，所述步骤D之后还包括有步骤 D1，利用生产的氯化铵(NH4Cl)产品制备氨气和盐酸；所述步骤D1，具体包括以下工艺步骤
步骤(1)、将生产的氯化铵(NH4Cl)产品在蒸馏瓶中溶解后，加入固体碱式氯化镁 (Mg(OH)Cl)试剂和木炭粗末，在120°C条件下反应生产氨气(NH3)；
步骤(2)、将上述混合物的水分蒸干后，析出六水氯化镁晶体(MgCl · 6吐0)，加热350°C 产生盐酸(HC1)。本发明生产的氯化铵除了可以作为农业用肥料直接使用，也可用于制备氨气和盐酸，当氨气不容易购买时，可利用生产的氨气通入母液氯化铵溶液中，循环利用制备纯碱， 另一方面，也可以将生产的盐酸出售，提高经济效益。实施例四。如图2所示，本发明的综合制碱工艺，包括以下步骤
步骤A、在饱和氯化钠(NaCl)溶液中通入购买的氨气(NH3),制得氨盐水； 步骤B、煅烧石灰石(CaCO3)产生二氧化碳(CO2)和固体氧化钙(CaO)，将产生的二氧化碳(CO2)通入上述氨盐水中，生成含固体碳酸氢钠(NaHC03)、氯化钠(NaCl)溶液和氯化铵 (NH4C1)溶液的混合物；
步骤C、将步骤B中的混合物进行过滤得到固体碳酸氢钠(NaHCO3),以及氯化铵(NH4Cl) 和氯化钠(NaCl)的混合滤液；
步骤D、煅烧固体碳酸氢钠(NaHCO3)生成纯碱(Na2CO3)产品和二氧化碳(CO2),然后将生成的二氧化碳(CO2)回收并引至氨盐水中循环利用；在氯化铵(NH4Cl)和氯化钠(NaCl)的混合滤液中加入氯化钠(NaCl)细粉和购买的氨气(NH3),经冷却、过滤、洗涤、干燥后，生成氯化铵(NH4Cl)产品和饱和氯化钠(NaCl)溶液；
步骤E、将步骤D中的饱和氯化钠(NaCl)溶液通过纳滤膜过滤装置过滤分离杂质，使钠离子通过膜分离层，而钙离子、镁离子和铁离子被膜分离层阻挡，然后再将通过膜分离层的氯化钠溶液循环利用。本发明具有生产成本低，纯碱质量高，氯化钠利用率高，无水废和固废、环保、安全，工艺简单，充分利用我国的地理优势，原料购买成本低、变废为宝，经济效益高的优点。一种综合制碱工艺的产物应用，包括以下步骤
本实施例为综合制碱工艺的产物——氧化钙的应用，所述步骤E之后还包括有步骤 G、将煅烧石灰石(CaCO3)产生的氧化钙(CaO)与质量分数为70%的硝酸(HNO3)溶液混合反应，制成硝酸钙(Ca (NO3)2)产品。本发明制备的硝酸钙主要用于冷冻剂和水泥防冻剂、钢铁工业磷化剂，也用于制造烟火及其他硝酸盐，农业上用作酸性土壤的肥料，无固废、变废为宝，经济效益高。一种综合制碱工艺的产物应用，包括以下步骤
本实施例为综合制碱工艺的产物——氯化铵的应用，所述步骤D之后还包括有步骤 D1，利用生产的氯化铵(NH4Cl)产品制备氨气和盐酸；所述步骤D1，具体包括以下工艺步骤
步骤(1)、将生产的氯化铵(NH4Cl)产品在蒸馏瓶中溶解后，加入固体碱式氯化镁 (Mg(OH)Cl)试剂和木炭粗末，在120°C条件下反应生产氨气(NH3)；
步骤(2)、将上述混合物的水分蒸干后，析出六水氯化镁晶体(MgCl · 6吐0)，加热350°C 产生盐酸(HC1)。本发明生产的氯化铵除了可以作为农业用肥料直接使用，也可用于制备氨气和盐酸，当氨气不容易购买时，可利用生产的氨气通入母液氯化铵溶液中，循环利用制备纯碱， 另一方面，也可以将生产的盐酸出售，提高经济效益。实施例五。如图1所示，本发明的综合制碱工艺，包括以下步骤
步骤A、在饱和氯化钠(NaCl)溶液中通入购买的氨气(NH3),制得氨盐水； 步骤B、煅烧石灰石(CaCO3)产生二氧化碳(CO2)和固体氧化钙(CaO)，将产生的二氧化碳(CO2)通入上述氨盐水中，生成含固体碳酸氢钠(NaHC03)、氯化钠(NaCl)溶液和氯化铵 (NH4C1)溶液的混合物；
步骤C、将步骤B中的混合物进行过滤得到固体碳酸氢钠(NaHCO3),以及氯化铵(NH4Cl) 和氯化钠(NaCl)的混合滤液；
步骤D、煅烧固体碳酸氢钠(NaHCO3)生成纯碱(Na2CO3)产品和二氧化碳(CO2),然后将生成的二氧化碳(CO2)回收并引至氨盐水中循环利用；在氯化铵(NH4Cl)和氯化钠(NaCl)的混合滤液中加入氯化钠(NaCl)细粉和购买的氨气(NH3),经冷却、过滤、洗涤、干燥后，生成氯化铵(NH4Cl)产品和饱和氯化钠(NaCl)溶液；
步骤E、将步骤D中的饱和氯化钠(NaCl)溶液通过纳滤膜过滤装置过滤分离杂质，使钠离子通过膜分离层，而钙离子、镁离子和铁离子被膜分离层阻挡，然后再将通过膜分离层的氯化钠溶液循环利用。本发明具有生产成本低，纯碱质量高，氯化钠利用率高，无水废和固废、环保、安全，工艺简单，充分利用我国的地理优势，原料购买成本低、变废为宝，经济效益高的优点。一种综合制碱工艺的产物应用，包括以下步骤
本实施例为综合制碱工艺的产物——氧化钙的应用，所述步骤E之后还包括有步骤 F、将煅烧石灰石(CaCO3)产生的氧化钙(CaO)与海砂以25% 75%的比例混合，经高温高压反应，制成灰砂砖产品；具体地，步骤F包括以下工艺步骤步骤F0，将氧化钙(CaO)研磨至200目。步骤F1、将氧化钙(CaO)与海砂以25% :75%的比例混合并搅拌均勻，然后放置于储存罐中反应M小时，直至反应后氧化钙(CaO)与海砂的混合物的含水量为10% ；
步骤F2、将氧化钙(CaO)与海砂的混合物在温度为200°C，压力为1. OMPa条件下反应， 反应时间为10小时，直至氧化钙(CaO)与海砂充分粘合；
步骤F3、将充分粘合的氧化钙(CaO)与海砂的混合物，用制砖模具压制成型，即制得灰砂砖产品。本发明利用煅烧石灰石产生的固体氧化钙与海砂混合制成灰砂砖，充分利用我国地理优势，海砂的来源非常广泛，成本低廉，经济效益高，本发明具有无固废、变废为宝，经济效益高的优点。一种综合制碱工艺的产物应用，包括以下步骤
本实施例为综合制碱工艺的产物——氯化铵的应用，所述步骤D之后还包括有步骤 D1，利用生产的氯化铵(NH4Cl)产品制备氨气和盐酸；所述步骤D1，具体包括以下工艺步骤
步骤(1)、将生产的氯化铵(NH4Cl)产品在蒸馏瓶中溶解后，加入固体碱式氯化镁 (Mg(OH)Cl)试剂和木炭粗末，在150°C条件下反应生产氨气(NH3)；
步骤(2)、将上述混合物的水分蒸干后，析出六水氯化镁晶体(MgCl · Ml2O),加热400°C 产生盐酸(HC1)。本发明生产的氯化铵除了可以作为农业用肥料直接使用，也可用于制备氨气和盐酸，当氨气不容易购买时，可利用生产的氨气通入母液氯化铵溶液中，循环利用制备纯碱， 另一方面，也可以将生产的盐酸出售，提高经济效益。实施例六。如图2所示，本发明的综合制碱工艺，包括以下步骤
步骤A、在饱和氯化钠(NaCl)溶液中通入购买的氨气(NH3),制得氨盐水； 步骤B、煅烧石灰石(CaCO3)产生二氧化碳(CO2)和固体氧化钙(CaO)，将产生的二氧化碳(CO2)通入上述氨盐水中，生成含固体碳酸氢钠(NaHC03)、氯化钠(NaCl)溶液和氯化铵 (NH4C1)溶液的混合物；
步骤C、将步骤B中的混合物进行过滤得到固体碳酸氢钠(NaHCO3),以及氯化铵(NH4Cl) 和氯化钠(NaCl)的混合滤液；
步骤D、煅烧固体碳酸氢钠(NaHCO3)生成纯碱(Na2CO3)产品和二氧化碳(CO2),然后将生成的二氧化碳(CO2)回收并引至氨盐水中循环利用；在氯化铵(NH4Cl)和氯化钠(NaCl)的混合滤液中加入氯化钠(NaCl)细粉和购买的氨气(NH3),经冷却、过滤、洗涤、干燥后，生成氯化铵(NH4Cl)产品和饱和氯化钠(NaCl)溶液；
步骤E、将步骤D中的饱和氯化钠(NaCl)溶液通过纳滤膜过滤装置过滤分离杂质，使钠离子通过膜分离层，而钙离子、镁离子和铁离子被膜分离层阻挡，然后再将通过膜分离层的氯化钠溶液循环利用。本发明具有生产成本低，纯碱质量高，氯化钠利用率高，无水废和固废、环保、安全，工艺简单，充分利用我国的地理优势，原料购买成本低、变废为宝，经济效益高的优点。一种综合制碱工艺的产物应用，包括以下步骤本实施例为综合制碱工艺的产物——氧化钙的应用，所述步骤E之后还包括有步骤 G、将煅烧石灰石(CaCO3)产生的氧化钙(CaO)与质量分数为70%的硝酸(HNO3)溶液混合反应，制成硝酸钙(Ca (NO3)2)产品。本发明制备的硝酸钙主要用于冷冻剂和水泥防冻剂、钢铁工业磷化剂，也用于制造烟火及其他硝酸盐，农业上用作酸性土壤的肥料，无固废、变废为宝，经济效益高。一种综合制碱工艺的产物应用，包括以下步骤
本实施例为综合制碱工艺的产物——氯化铵的应用，所述步骤D之后还包括有步骤 D1，利用生产的氯化铵(NH4Cl)产品制备氨气和盐酸；所述步骤D1，具体包括以下工艺步骤
步骤(1)、将生产的氯化铵(NH4Cl)产品在蒸馏瓶中溶解后，加入固体碱式氯化镁 (Mg(OH)Cl)试剂和木炭粗末，在150°C条件下反应生产氨气(NH3)；
步骤(2)、将上述混合物的水分蒸干后，析出六水氯化镁晶体(MgCl · Ml2O),加热400°C 产生盐酸(HC1)。本发明生产的氯化铵除了可以作为农业用肥料直接使用，也可用于制备氨气和盐酸，当氨气不容易购买时，可利用生产的氨气通入母液氯化铵溶液中，循环利用制备纯碱， 另一方面，也可以将生产的盐酸出售，提高经济效益。当然，以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
权利要求
1.一种综合制碱工艺，其特征在于，包括以下工艺步骤步骤A、在饱和氯化钠(NaCl)溶液中通入购买的氨气(NH3),制得氨盐水；步骤B、煅烧石灰石(CaCO3)产生二氧化碳(CO2)和固体氧化钙(CaO)，将产生的二氧化碳(CO2)通入上述氨盐水中，生成含固体碳酸氢钠(NaHC03)、氯化钠(NaCl)溶液和氯化铵 (NH4C1)溶液的混合物；步骤C、将步骤B中的混合物进行过滤得到固体碳酸氢钠(NaHCO3),以及氯化铵(NH4Cl) 和氯化钠(NaCl)的混合滤液；步骤D、煅烧固体碳酸氢钠(NaHCO3)生成纯碱(Na2CO3)产品和二氧化碳(CO2),然后将生成的二氧化碳(CO2)回收并引至氨盐水中循环利用；在氯化铵(NH4Cl)和氯化钠(NaCl)的混合滤液中加入氯化钠(NaCl)细粉和购买的氨气(NH3),经冷却、过滤、洗涤、干燥后，生成氯化铵(NH4Cl)产品和饱和氯化钠(NaCl)溶液；步骤E、将步骤D中的饱和氯化钠(NaCl)溶液通过膜过滤装置过滤分离杂质，然后再循环利用。
2.根据权利要求1所述的一种综合制碱工艺，其特征在于所述步骤E中，所述膜过滤装置为纳滤膜过滤装置。
3.根据权利要求2所述的一种综合制碱工艺，其特征在于所述纳滤膜过滤装置可使钠离子通过膜分离层，而钙离子、镁离子和铁离子被膜分离层阻挡。
4.应用权利要求1 3中任意一项所述的一种综合制碱工艺的产物应用，其特征在于 所述步骤E之后还包括有步骤F、将煅烧石灰石(CaCO3)产生的氧化钙(CaO)与海砂以20% 25% 75% 80%的比例混合，经高温高压反应，制成灰砂砖产品；所述步骤F，具体包括以下工艺步骤步骤Fl、将氧化钙(CaO)与海砂以20% 25% 75% 80%的比例混合并搅拌均勻，然后放置于储存罐中反应M小时，直至反应后的氧化钙(CaO)与海砂的混合物的含水量为5 10% ；步骤F2、将氧化钙(CaO)与海砂的混合物在温度为160 200°C，压力为0. 6 1. 2MPa 条件下反应，反应时间为6 10小时，直至氧化钙(CaO)与海砂充分粘合；步骤F3、将充分粘合的氧化钙(CaO)与海砂的混合物，用制砖模具压制成型，即制得灰砂砖产品。
5.根据权利要求4所述的一种综合制碱工艺，其特征在于所述步骤Fl之前，还包括有步骤F0，将氧化钙(CaO)研磨至100 200目。
6.根据权利要求4所述的一种综合制碱工艺，其特征在于所述步骤Fl中，氧化钙 (CaO)与海砂的比例为20% :80%，反应M小时后氧化钙(CaO)与海砂的混合物的含水量为8%。
7.根据权利要求4所述的一种综合制碱工艺，其特征在于所述步骤F2中，氧化钙 (CaO)与海砂的混合物的反应温度为180 195°C，反应压力为0. 8 1. OMPa,反应时间为 6. 5 8小时，直至氧化钙(CaO)与海砂充分粘合。
8.应用权利要求1 3中任意一项所述的一种综合制碱工艺的产物应用，其特征在于 所述步骤E之后还包括有步骤G、将煅烧石灰石(CaCO3)产生的氧化钙(CaO)与质量分数为 70%的硝酸(HNO3)溶液混合反应，制成硝酸钙(Ca (NO3) 2)产品。
9.应用权利要求1 3中任意一项所述的一种综合制碱工艺的产物应用，其特征在于 所述步骤D之后还包括有步骤D1，利用生产的氯化铵(NH4Cl)产品制备氨气和盐酸；所述步骤D1，具体包括以下工艺步骤步骤(1)、将生产的氯化铵(NH4Cl)产品在蒸馏瓶中溶解后，加入固体碱式氯化镁 (Mg(OH)Cl)试剂，在100 105°C条件下反应生产氨气(NH3)；步骤(2)、将上述混合物的水分蒸干后，析出六水氯化镁晶体(MgCl ·6Η20)，加热300 400°C产生盐酸(HC1)。
10.根据权利要求9所述的一种综合制碱工艺的产物应用，其特征在于在所述步骤 (1)中，先加入木炭粗末，再加热反应。
全文摘要
本发明涉及制碱技术领域，特别涉及一种综合制碱工艺及其产物应用，包括以下工艺步骤在饱和氯化钠溶液中通入氨气制得氨盐水；将煅烧石灰石产生的二氧化碳通入氨盐水中，生成含碳酸氢钠、氯化钠和氯化铵的混合物；将上述混合物进行过滤得到碳酸氢钠，氯化铵和氯化钠的混合滤液；煅烧碳酸氢钠生成纯碱和二氧化碳，将二氧化碳循环利用；在氯化铵和氯化钠的混合滤液中加入氯化钠细粉和氨气，生成氯化铵和氯化钠溶液；将氯化钠溶液通过膜过滤装置分离杂质，然后再循环利用；具有生产成本低，纯碱白度高，氯化钠利用率高，无水废和固废、环保、安全，工艺简单，充分利用我国的地理优势，原料购买成本低、变废为宝，经济效益高，社会效益好的优点。
文档编号C01F11/38GK102531001SQ20111044431
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者林小明 申请人:广东大众农业科技股份有限公司