专利名称：用芒硝一步法连续生产钠碱的方法
技术领域：
本发明涉及一种使用芒硝为原料，生产烧碱、纯碱、硫化钠和水玻璃的方法，属化学品制备领域。
芒硝是商品的俗名，其化学分子式是Na2SO4。两百年以前，法国医生路布蓝(Leblanc)就发明了使用芒硝为原料，生产纯碱的方法，这种方法是将硫酸钠与粉碎过的石灰石和煤粉混合，在间隙式回转炉内锻烧后得到纯碱，用此方法生产碱，存在着成本高、生产不连续、产品质量差的缺点，之后，人们又发明了使用氯化钠(盐)为原料，用电为动力，生产碱的方法。这种方法具有能连续大规模生产，产品质量好的优点，但需耗用大量电力，不适合我国国情，满足不了市场对碱产品的需求。
本发明的目的在于提供一种以芒硝为原料，煤气为燃料，连续生产烧碱、纯碱、硫化钠和水玻璃的方法。
本发明是这样实现的把原料芒硝和其它辅助材料研磨粉碎为粒度是40-100目的颗粒，并将原料与辅料材料按一定的比例混合，均匀地加到蓄热室式马蹄焰池炉内的料池里，使用由蓄热室式马蹄焰池炉内发生的炉煤气，并将冷空气与煤气按一定的比例混合，利用马蹄式焰池炉自身产生的余热，把冷空气和煤气组成的混合气体预热至700-900℃，再将混合气体通到马蹄焰池炉内的料池里燃烧，经过一段时间的焙烧后，就得到熔融状物体，把熔融状物体从溢料口中引出，经过水淬、澄清、浓缩等工艺处理后，可制得烧碱、纯碱和水玻璃等钠碱产品。
在制备氢氧化钠(烧碱)产品的工艺过程中，需加入氧化钙辅料，其配料比为芒硝∶氧化钙∶焦碳＝1∶0.55-0.8∶0.2-0.6，炉内温度需控制在920-980℃的温度下，经过0.5-1.5小时的焙烧，再通过水淬、澄清、浓缩、蒸碱工艺处理，就可得到固体氢氧化钠;该反应的化学反应方程式是
在制备碳酸钠(纯碱)产品过程中，其配料比为芒硝∶焦碳＝1∶0.05-0.3，将炉温控制在850-950℃的范围，加入0.3kg/cm2的水蒸汽，焙烧1-1.5小时后，经水淬、澄清、浓缩、结晶、脱水和烘干，可得到碳酸钠，其化学反应方程式是
在制备硫化钠产品过程中，其配料比为芒硝∶焦碳＝1∶0.05-0.3，炉内温度控制在950-1050℃的范围内，经过1-1.5小时的焙烧后，冷却则可得硫化钠，其化学反应式是
在制备泡花碱(水玻璃)产品过程中，需加入二氧化硅作为辅料，其配料比为芒硝∶二氧化硅∶焦碳＝1∶0.3-1.3∶0.05-0.3，炉内反应温度要控制在1400-1500℃的范围，经过1.5-3小时的焙烧，再进行水淬、澄清、浓缩则可得到泡花碱。该化学反应的方程式是
由于本发明采用蓄热室式马蹄焰池炉，从而可以使用煤气为燃料，使炉内温度达到反应温度，保证了产品的质量，同时，因为使用蓄热室式马蹄焰池炉，从而可以通过控制炉内温度、反应时间和配料比三者之间的关系，一面加原料，一面连续不断地生产出钠碱产品，实现本发明的目的。
图1为制备氢氧化钠的生产工艺流程图。
图2为制备碳酸钠的生产工艺流程图。
图3为制备硫化钠的生产工艺流程图。
图4为制备水玻璃的生产工艺流程图。
下面结合实施例就本发明作进一步的描述。
将原料和辅料破碎成粒度为40-100目的小块，并按配料比芒硝∶氧化钙∶焦碳＝1∶0.55∶0.6，把原料和辅料均匀地混合，放入蓄热室式马蹄焰池炉的进料口，把原材料倒入马蹄焰池炉内，使用热空气和煤气组成的混合气体对原材料进行焙烧，炉内控制在980℃，经过1小时的焙烧后，从溢口将熔融状的物体引出，进行水淬处理，使未反应的杂质和硫化钙与氢氧化钠分离，再进行澄清、浓缩、蒸碱和包装等工艺，就可以得到氢氧化钠达91%的固体烧碱。同样的方法和配比，将炉温控制在920℃，经过1.5小时焙烧后，也能得到纯度为87.34%的固体氢氧化钠。
使用同样的炉子，同样粒度的原料，只需把配料比配为芒硝∶焦碳＝1∶0.3，将炉温控制在950℃范围，再加入0.3kg/cm2的水蒸汽，经过1.5小时的焙烧，再进行水淬、澄清、浓缩、结晶、脱水和包装后，就可制得碳酸钠产品。
与制备氢氧化钠产品采用同样的炉子和原料粒度，只是配料比为芒硝∶焦碳＝1∶0.3，炉温控制在1050℃范围，经过1.5小时的焙烧后，冷却处理就能制得硫化钠产品。
以上所述同样的反应炉和原料粒度，只是配料比为芒硝∶二氧化硅∶焦碳＝1∶0.42∶0.15，炉温控制在1500℃，经过2.5小时的焙烧后，再进行水淬、澄清、浓缩和包装，就可制得纯度大于35%的水玻璃。
因为本发明使用同样的设备和原料，只要控制原材料的配料比、炉内温度和反应时间，就可以连续制得四种钠碱产品的特点，所以本发明具有1、工艺简单，工艺流程短，能连续生产;
2、产品品种多，能随市场变化而灵活变化，对市场适应性强;
3、操作简便，产品质量好;
4、三废少，不污染环境，成本低，适合我国国情。
权利要求
1.一种用芒硝一步法连续生产钠碱的方法，其特征是将粒度为40-100目的芒硝和其它辅助材料按一定的比例均匀混合，加入蓄热室式马蹄焰池炉内，用预热到700-900℃的煤气与热空气组成的混合气体将原料焙烧一定时间，炉温控制在800-1500℃范围内，可制得氢氧化钠、碳酸钠、硫化钠和水玻璃产品。
2.根据权利要求1所述的用芒硝一步法连续生产钠碱的方法，其特征在于所述制备氢氧化钠的方法，其配料比为芒硝∶氧化钙∶焦碳＝1∶0.55-0.8∶0.2-0.6，反应温度为920-980℃，反应时间为0.5-1.5小时。
3.根据权利要求1所述的用芒硝一步法连续生产钠碱的方法，其特征在于所述制备碳酸钠的方法，其配料比为芒硝∶焦碳＝1∶0.05-0.3，反应温度为850-950℃，反应时间为1-1.5小时。
4.根据权利要求1所述的用芒硝一步法连续生产钠碱的方法，其特征在于所述制备硫化钠的方法，其配料比为芒硝∶焦碳＝1∶0.05-0.3，反应温度为950-1050℃，反应时间为1-1.5小时。
5.根据权利要求1所述的用芒硝一步法连续生产钠碱的方法，其特征在于所述制备水玻璃的方法，其配料比为芒硝∶焦碳∶二氧化硅∶焦碳＝1∶0.3-1.3∶0.05-0.3，反应温度为1400-1500℃，反应时间为1.5-3小时。
6.根据权利要求1或3所述的用芒硝一步法连续生产钠碱的方法，其特征在于所述制备碳酸钠的方法，需加入0.3kg/cm2的水蒸汽。
全文摘要
用芒硝一步法连续生产钠碱的方法，属化工领域。本发明采用蓄热室式马蹄焰池炉为反应炉，以煤气为燃料，芒硝为原料，适当添加其它辅助材料，通过控制原材料的配比，反应时的炉温和反应时间三个参数，并经过其它工艺处理，就能连续制得烧碱、纯碱、硫化碱和水玻璃四种钠碱产品。本发明工艺简单，操作方便，对市场的适应能力强，符合我国国情，有着广阔的前景。
文档编号C01D1/20GK1044931SQ8910088
公开日1990年8月29日 申请日期1989年2月16日 优先权日1989年2月16日
发明者高中和, 赵双根 申请人:赵双根, 高中和