纯碱联合制备电池级碳酸钠和食品级小苏打的生产系统的制作方法

1.本实用新型涉及纯碱联合制备碳酸钠和碳酸氢钠的方法技术领域，尤其涉及一种纯碱联合制备电池级碳酸钠和食品级小苏打的生产系统。


背景技术：

2.碳酸钠（俗称纯碱）作为一种基本工业原料，按用途分为两类，ⅰ类为特种工业用重质碳酸钠，适用于制造显像管玻壳、光学玻璃等；ⅱ类为一般工业碳酸钠，包括轻质碳酸钠和重质碳酸钠。碳酸钠产品质量标准执行国家标准（gb210.1-2004），产品中氯化钠含量≤0.30%即满足ⅰ类优等品标准。随着技术进步，纯碱生产逐渐向低盐化发展，行业中以低盐为优势产品的重质碳酸钠其氯化钠含量低至0.20%。
3.新能源动力、储能领域的飞速发展使钠离子电池异军突起，其中碳酸钠是钠离子电池正极制造的最有利原材料之一，对其纯度及十几项杂质离子含量有更高的要求，尤其是对氯离子含量提出了≤0.01%的苛刻要求。
4.现有技术中常用的碳酸钠提纯方法为化学沉淀法、微孔滤膜过滤法、共沉淀法、碳化法，这几种提纯方法基本停留在实验室规模上，存在或流程长、或能耗高、或引入杂质离子等缺点，不适于工业化生产，目前电池级碳酸钠的工业化生产技术尚处于空白阶段。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种纯碱联合制备电池级碳酸钠和食品级小苏打的生产系统，将电池级碳酸钠和小苏打生产耦合，没有废弃物产生，流程简短，操作简便，生产成本低。
6.本实用新型采用如下方案：纯碱联合制备电池级碳酸钠和食品级小苏打的生产系统，包括带式过滤机、气液分离器、洗涤液桶、料仓、打散机、干燥机、碱液桶、过滤器、碳化制碱塔、稠厚器、离心机和干燥器，带式过滤机的进口设置有布料器，带式过滤机的固体排出下方设置有料仓，料仓的出料口与打散机相连，打散机与干燥机相连；带式过滤机的液体出口与气液分离器相连，气液分离器与洗涤液桶相连，洗涤液桶与碱液桶相连，碱液桶与过滤器相连，过滤器与碳化制碱塔相连，碳化制碱塔与稠厚器相连，稠厚器与离心机相连，离心机与干燥器相连
7.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：将电池级碳酸钠和食品级小苏打生产方法与现有纯碱工业生产系统直接耦合，封闭生产，洗涤液得以回收利用，没有废弃物产生，具有流程短、操作简便、易于工业化、生产成本更低的优点，得到的超低盐碳酸钠中氯离子含量≤0.01%，满足电池用碳酸钠指标要求；碳酸钠提纯过程中形成的含碱滤液用作联合制备食品级小苏打的原料。本生产系统完成了氨碱法纯碱生产向高端产品的延伸及闭环循环，无二次废弃物排放，更加经济、环保。
8.本实用新型的优选方案为：
9.干燥机还与料仓相连。
10.稠厚器还与碱液桶相连。
11.离心机还与碱液桶相连。
12.还包括水合机，水合机设置在带式过滤机前，水合机的出料口与布料器连通。
附图说明
13.图1为本实用新型实施例提供的纯碱联合制备电池级碳酸钠和食品级小苏打的系统的连接示意图；
14.图中标记为：1、水合机；2、带式过滤机；3、气液分离器；4、洗涤液桶；5、料仓； 6、打散机；7、干燥机；8、碱液桶；9、过滤器；10、制碱塔；11、稠厚器；12、离心机；13、干燥器。
具体实施方式
15.为充分了解本实用新型之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本实用新型做详细说明，但本实用新型并不仅仅限于此。
16.如图1所示，本实用新型提供了一种纯碱联合制备电池级碳酸钠和食品级小苏打的生产系统，由水合机1、带式过滤机2、气液分离器3、洗涤液桶4、打散料仓5、打散机6、干燥机7、碱液桶8、过滤器9、碳化制碱塔10、稠厚器11、离心机12和干燥器13等组成。
17.带式过滤机2的进口装有布料器，水合机1的出料口与布料器连通，带式过滤机2的固体排出点下方设置有打散料仓5，打散料仓5的出料口与打散机6相连，打散机6与干燥机7相连，干燥机7的出口分别与打散料仓5、破碎筛分系统相连，破碎筛分系统与包装机相连。带式过滤机2的液体出口与气液分离器3相连，气液分离器3与洗涤液桶4相连，洗涤液桶4与碱液桶8相连，碱液桶8与过滤器9相连，过滤器9与碳化制碱塔10相连，碳化制碱塔10与稠厚器11相连，稠厚器11的一个出口与碱液桶8相连，稠厚器11的另一个出口与离心机12相连，离心机12的一个出口与碱液桶8相连，离心机12的另一个出口与干燥器13相连。
18.工作过程：
19.轻质纯碱与脱盐水按照比例在水合机1内搅拌水化，得到一水合碳酸钠晶浆，将一水合碳酸钠晶浆经布料器均匀分布在带式过滤机2上，在真空抽滤作用下，脱去一水合碳酸钠晶浆中游离水，滤液汇集至气液分离器3后进入洗涤液桶4收集。洗水与一水合碳酸钠晶浆输送至带式过滤机2洗涤段，在真空作用下洗水穿过滤饼，溶解脱除其中的氯化钠，洗涤滤液汇集至气液分离器后进入洗涤液桶4收集。
20.降氯纯化后的一水合碳酸钠滤饼送入打散料仓5，与干燥机7干燥后返回的重质碳酸钠按比例混合，降低一水合碳酸钠滤饼水分含量至3~5%；混合后的出碱送入打散机6，打散形成均匀的一水合碳酸钠混合物料。打散后的混合物料送入干燥机7内干燥脱水，形成氯离子含量≤0.01%的超低盐重质碳酸钠。超低盐重质碳酸钠一部分返回打散料仓5与降氯纯化后一水合碳酸钠滤饼按前述比例混合；剩余超低盐重质碳酸钠经筛分、破碎、包装即为超低盐电池级碳酸钠产品。
21.收集在洗涤液桶中全部的带式过滤机的洗涤滤液，加入来自纯碱系统的温度80℃~90℃的热碱液，在碱液桶内混合，再经过滤器9除去杂质后形成na2co3含量170~210g/l，固体杂质含量≤40mg/kg的清碱液，清碱液过滤形成的主要成分为固体颗粒杂质的浆液返回纯碱生产系统用于盐水精制。清碱液经碳化制碱塔10上部进入，与从碳化制碱塔10底部通入的进塔压力、含二氧化碳的窑气逆流接触，发生化学反应，析出nahco3结晶。反应完成后，
含nahco3晶体的浆料自塔底取出，经稠厚器11稠厚、再离心机12脱水至滤饼含水量8%以下，得到湿小苏打物料。湿小苏打物料经干燥器13低温干燥，制得碳酸氢钠含量≥ 99.0%、重金属含量≤5mg/kg、氯离子含量≤0.4%的小苏打产品，符合国家标准，稠厚器11清液与离心机12滤液部分回碱液桶8做循环母液，其余部分送至纯碱系统置换等量热碱液。
22.采用本生产系统联合现有纯碱生产通过新工艺新方法生产电池级碳酸钠和小苏打产品，可有效的降低重质纯碱的盐分，得到合格的电池级碳酸钠产品，并将洗涤产生的洗液全部回收利用形成新的小苏打制备工艺，最终生产合格的小苏打产品，满足要求。
23.最后，需要注意的是：以上列举的仅是本实用新型的优选实施例，当然本领域的技术人员可以对本实用新型进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种纯碱联合制备电池级碳酸钠和食品级小苏打的生产系统，包括带式过滤机、气液分离器、洗涤液桶、料仓、打散机、干燥机、碱液桶、过滤器、碳化制碱塔、稠厚器、离心机和干燥器，其特征在于，带式过滤机的进口设置有布料器，带式过滤机的固体排出下方设置有料仓，料仓的出料口与打散机相连，打散机与干燥机相连；带式过滤机的液体出口与气液分离器相连，气液分离器与洗涤液桶相连，洗涤液桶与碱液桶相连，碱液桶与过滤器相连，过滤器与碳化制碱塔相连，碳化制碱塔与稠厚器相连，稠厚器与离心机相连，离心机与干燥器相连。2.根据权利要求1所述的纯碱联合制备电池级碳酸钠和食品级小苏打的生产系统，其特征在于，干燥机还与料仓相连。3.根据权利要求1所述的纯碱联合制备电池级碳酸钠和食品级小苏打的生产系统，其特征在于，稠厚器还与碱液桶相连。4.根据权利要求1所述的纯碱联合制备电池级碳酸钠和食品级小苏打的生产系统，其特征在于，离心机还与碱液桶相连。5.根据权利要求1所述的纯碱联合制备电池级碳酸钠和食品级小苏打的生产系统，其特征在于，还包括水合机，水合机设置在带式过滤机前，水合机的出料口与布料器连通。

技术总结
本实用新型公开了一种纯碱联合制备电池级碳酸钠和食品级小苏打的生产系统，涉及纯碱联合制备碳酸钠和碳酸氢钠的方法技术领域。本系统中带式过滤机的进口设置有布料器，带式过滤机的固体排出下方设置有料仓，料仓的出料口与打散机相连，打散机与干燥机相连；带式过滤机的液体出口与气液分离器相连，气液分离器与洗涤液桶相连，洗涤液桶与碱液桶相连，碱液桶与过滤器相连，过滤器与碳化制碱塔相连，碳化制碱塔与稠厚器相连，稠厚器与离心机相连，离心机与干燥器相连。本系统完成了氨碱法纯碱生产向高端产品的延伸及闭环循环，无二次废弃物排放，更加经济、环保。环保。环保。


技术研发人员：王春生 马德春 张体良 冯树红 赵敬民 李志全 郑存强 李全昶 韩庆龙 韩园园 张彪 赵素玉 马宝军 乔秀华 陈世辉 梁宁飞 孙孟文 缪伟 张印 龚焕龙
受保护的技术使用者：唐山三友化工股份有限公司
技术研发日：2022.11.11
技术公布日：2023/3/24