用硫酸钠制取纯碱的工艺方法
【专利摘要】本发明涉及一种用硫酸钠制取纯碱的工艺方法，原氨碱法纯碱工艺中，蒸氨后的母液经澄清除渣后，将蒸氨母液温度控制在30?65℃搅拌，根据氯化钙的含量，按照1mol氯化钙加入1～1.1mol硫酸钠反应生成氯化钠和石膏(CaSO4·2H2O)沉淀，过滤后母液制得不饱和初级盐水，完成后续的氨碱法生产流程。本发明以硫酸钠为原料，以氯离子和氨为中间媒介，实现资源循环利用，减少废水产生的方法，显得十分重要。本发明可以减少纯碱生产过程废弃物的产生，系统可以使用硫酸钠或芒硝原矿作为生产原料，减少企业用水量和废水外排量，减少生产固废，提高企业的经济效益。
【专利说明】
用硫酸纳制取纯碱的工艺方法
技术领域
[0001] 本发明属于制碱工业。针对采用氨碱法W氯化钢为原料的纯碱生产工艺，特别是 设及到制碱过程中W硫酸钢为主要原料取代氯化钢的用硫酸钢制取纯碱的工艺方法。
【背景技术】
[0002] 现有的氨碱法纯碱生产工艺，W氯化钢为钢主要原料，其主要工艺过程见图3,而 氯化钢和硫酸钢大多属于伴生盐矿，硫酸钢一直无法在现有的氨碱法工艺中得到利用，硫 酸钢在制碱企业被作为废物进行处理，同时W氯化钢为生产原料的氨碱法生产过程中，产 生了大量的废水、盐流失并造成环境污染。
【发明内容】
[0003] 本发明提供一种用硫酸钢制取纯碱的工艺方法，W硫酸钢为主要原料，大量地减 少废水产生量和新水使用量，并提高了原料的利用率。
[0004] 本发明的技术解决方案是：一种用硫酸钢制取纯碱的工艺方法，氨碱法纯碱工艺 中，蒸氨母液经澄清除渣后，蒸氨母液中包含氯化钢40~70g/l，氯化巧90~160g/l，硫酸巧 2~8g^，氨氧化巧1~4g^，将蒸氨母液溫度控制在30-65°C揽拌，根据氯化巧的含量，按照 Imol氯化巧加入1~1. Imol硫酸钢反应生成氯化钢和石膏(CaS〇4 · 2也0)沉淀，过滤后母液 制得不饱和初级盐水，初级盐水加氯化钢制得饱和粗盐水，经精制后用于制取吸氨，吸氨后 经二氧化碳碳化换热冷却至15~35°C，碳酸氨钢饱和结晶析出，过滤碳酸氨钢经加热般烧 分解制取碳酸钢。碳酸氨钢过滤的母液加热到80~100°C，母液送入加碱除灰罐加入氨氧化 巧乳液，反应彻底后，清液送入蒸氨塔蒸氨，蒸氨塔底部通入蒸汽，产生的氨气收集冷却到 40~60°C用于吸盐水氨，蒸氨后的母液澄清后加入硫酸钢进行钢化反应，用于制取不饱和 粗盐水。
[0005] 10~30%蒸氨母液处理后达标排放或用于制取氯化巧或浓缩后回用，剩余蒸氨母 液澄清后加入硫酸钢进行钢化反应，用于制取不饱和粗盐水。
[0006] 本发明W硫酸钢为原料，在现有设备不需要做大改动的情况下，实现资源循环利 用，减少废水产生，显得十分重要。本发明不但解决了硫酸钢资源化的问题，同时减少了废 水排放污染的问题，还大大减少了企业的运行成本，提高企业的效益，同时为硫酸钢的深化 利用提供一个新的途径。本发明可W减少纯碱生产过程废弃物的产生，系统可W使用硫酸 钢或芒硝原矿作为生产原料，减少企业用水量和废水外排量，减少生产固废，提高企业的经 济效益。
【附图说明】
[0007] 图1为本发明实施例1工艺流程示意图。
[0008] 图2为本发明钢化反应系统结构示意图。
[0009] 图3为现有的氨碱法纯碱生产工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0010] -种用硫酸钢制取纯碱的工艺方法，其具体工艺过程是：
[0011] W硫酸钢、石灰石为主原料，氯离子和氨作为工艺过程中的中间媒介，主产品为碳 酸钢和石膏。
[0012] 在现有氨碱法生产系统的基础上，增加硫酸钢和氯化巧的钢化反应和石膏过滤分 离，实现W硫酸钢为原料生产纯碱的工艺方法。主要的副产物有石膏(化S〇4d2出0)。
[001引钢化反应方程：
[0014] Na2S〇4+CaCl2+2出0 = 2NaCl+CaS〇4.2出〇i (沉淀）
[0015] 吸氨碳化反应方程：
[0016] NaCl+NH3+出 0+C〇2 = NaHC〇3+NH4Cl
[0017] 脱氨反应方程：
[001 引 2畑祀 1 +Ca (0H) 2 = 2畑3+2 出 0+CaC 12
[0019] 氨碱法纯碱工艺中，蒸氨母液澄清除渣后中主要成分见下表：
[0020] 单位 g/L
[0021] _____
[0022] 氨碱法纯碱工艺中，蒸氨母液经澄清除渣后，将蒸氨母液溫度控制在30-65°C揽 拌，根据氯化巧的含量，按照Imol氯化巧加入1-1. Imol硫酸钢反应生成氯化钢和石膏 (CaS化。2出0)沉淀，过滤后母液制得不饱和初级盐水，初级盐水加氯化钢制得饱和粗盐水， 经精制后用于制取饱和氨盐水，饱和氨盐水后经二氧化碳碳化换热冷却至15-35Γ，碳酸氨 钢饱和结晶析出，过滤碳酸氨钢经加热般烧分解制取碳酸钢。碳酸氨钢过滤后的母液加热 到80-100°C，母液送入加碱罐，加入氨氧化巧乳液，待反应彻底后，上清液送入蒸氨塔蒸氨， 从蒸氨塔底部加入蒸汽，产生的氨气收集冷却到40~60°C用于饱和盐水吸氨，10~30%蒸 氨母液处理后达标排放或用于制取氯化巧后浓缩后回用，剩余蒸氨母液澄清后加入硫酸钢 进行钢化反应，用于制取不饱和粗盐水。
[0023] 本发明的钢化反应实施过程如下：
[0024] 氨碱法纯碱工艺中，蒸氨后的母液经澄清除渣后，母液送钢化反应池1，反应控制 在30-65°C，揽拌加入硫酸钢，反应彻底后用累2送离屯、机3离屯、分离，石膏用于制作建筑材 料，离屯、母液流入缓存池4，在经过累5送溶盐池6制取饱和食盐水，再经过累7送盐水精制车 间，完成后续的氨碱法生产流程。
[0025] W某碱厂为例，按年产100万吨纯碱，采用硫酸钢经济效益相对氯化钢分析比较。
[00%] 1.年减少新水用量约700万m3,节省6300万元。
[0027] 2.年减少含盐废水外排方700万m3，减少废水处理费用14000万元。
[00%] 3.减少工业氯化钢120万吨消耗，消耗芒硝废料190万吨。
[0029] 4.提高盐的利用率20%，节省原料费用6720万元
[0030] 5.产生高纯石膏120万吨，产生经济效益6000万元。
[0031] 合计产生经济效益约合33020万元。
[0032]因此，该发明有着极大的社会环境效益和经济价值。
【主权项】
1. 一种用硫酸钠制取纯碱的工艺方法，其特征在于:氨碱法纯碱工艺中，蒸氨后的母液 经澄清除渣后，蒸氨母液中包含氯化钠40~70g/l，氯化|丐90~160g/l，硫酸|丐2~8g/l，氢 氧化钙1~4g/l，将蒸氨母液温度控制在30-65Γ搅拌，根据氯化钙的含量，按照lmol氯化钙 加入1~1. lmol硫酸钠反应生成氯化钠和石膏(CaS〇4 · 2H2〇)沉淀，过滤后母液制得不饱和 初级盐水，初级盐水加氯化钠制得饱和粗盐水，经精制后用于制取吸氨，吸氨后经二氧化碳 碳化换热冷却至15~35°C，碳酸氢钠饱和结晶析出，过滤得到的碳酸氢钠经加热煅烧分解 制取碳酸钠。碳酸氢钠过滤的母液加热到80~100°C，母液送入加碱除灰罐，加入氢氧化钙 乳液，待反应充分后，清液送入蒸氨塔蒸氨，从蒸氨塔底部加入蒸汽，蒸氨产生的氨气收集 后，冷却到40~60°C用于饱和盐水吸氨，蒸氨后的母液澄清后加入硫酸钠进行钠化反应，用 于制取不饱和粗盐水。2. 如权利要求1所述的一种用硫酸钠制取纯碱的工艺方法，其特征在于：10 %_30 %的 蒸氨母液处理后达标排放或用于制取氯化钙，剩余的蒸氨母液澄清后加入硫酸钠进行钠化 反应，用于制取不饱和粗盐水。
【文档编号】C01D7/00GK106082281SQ201610424219
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月14日 公开号201610424219.3, CN 106082281 A, CN 106082281A, CN 201610424219, CN-A-106082281, CN106082281 A, CN106082281A, CN201610424219, CN201610424219.3
【发明人】史永军, 张平安, 杨诺, 史秦博苑
【申请人】史永军, 史秦博苑