用硫酸钠制取纯碱的工艺方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术以硫酸钠为原料，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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于制碱工业。针对采用氨碱法以氯化钠为原料的纯碱生产工艺，特别是涉及到制碱过程中以硫酸钠为主要原料取代氯化钠的用硫酸钠制取纯碱的工艺方法。
技术介绍
现有的氨碱法纯碱生产工艺，以氯化钠为钠主要原料，其主要工艺过程见图3，而氯化钠和硫酸钠大多属于伴生盐矿，硫酸钠一直无法在现有的氨碱法工艺中得到利用，硫酸钠在制碱企业被作为废物进行处理，同时以氯化钠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。
技术实现思路
本专利技术提供一种用硫酸钠制取纯碱的工艺方法，以硫酸钠为主要原料，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。本专利技术的技术解决方案是：一种用硫酸钠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钠40～70g/l,氯化钙90～160g/l,硫酸钙2～8g/l,氢氧化钙1～4g/l,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，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℃，碳酸氢钠饱和结晶析出，过滤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℃，母液送入加碱除灰罐加入氢氧化钙乳液，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℃用于吸盐水氨，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。10～30％蒸氨母液处理后达标排放或用于制取氯化钙或浓缩后回用，剩余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。本专利技术以硫酸钠为原料，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。本专利技术不但解决了硫酸钠资源化的问题，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，同时为硫酸钠的深化利用提供一个新的途径。本专利技术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。附图说明图1为本专利技术实施例1工艺流程示意图。图2为本专利技术钠化反应系统结构示意图。图3为现有的氨碱法纯碱生产工艺流程示意图。具体实施方式一种用硫酸钠制取纯碱的工艺方法，其具体工艺过程是：以硫酸钠、石灰石为主原料，氯离子和氨作为工艺过程中的中间媒介，主产品为碳酸钠和石膏。在现有氨碱法生产系统的基础上，增加硫酸钠和氯化钙的钠化反应和石膏过滤分离，实现以硫酸钠为原料生产纯碱的工艺方法。主要的副产物有石膏(CaSO4。2H2O)。钠化反应方程：Na2SO4+CaCl2+2H2O＝2NaCl+CaSO4.2H2O↓(沉淀)吸氨碳化反应方程：NaCl+NH3+H2O+CO2＝NaHCO3+NH4Cl脱氨反应方程：2NH4Cl+Ca(OH)2＝2NH3+2H2O+CaCl2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：单位g/L名称NaClCaCl2CaSO2Ca(OH)2重量g40-7090-1602-81-4氨碱法纯碱工艺中，蒸氨母液经澄清除渣后，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，初级盐水加氯化钠制得饱和粗盐水，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15-35℃，碳酸氢钠饱和结晶析出，过滤碳酸氢钠经加热煅烧分解制取碳酸钠。碳酸氢钠过滤后的母液加热到80-100℃，母液送入加碱罐，加入氢氧化钙乳液，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℃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钙后浓缩后回用，剩余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。本专利技术的钠化反应实施过程如下：氨碱法纯碱工艺中，蒸氨后的母液经澄清除渣后，母液送钠化反应池1，反应控制在30-65℃，搅拌加入硫酸钠，反应彻底后用泵2送离心机3离心分离，石膏用于制作建筑材料，离心母液流入缓存池4，在经过泵5送溶盐池6制取饱和食盐水，再经过泵7送盐水精制车间，完成后续的氨碱法生产流程。以某碱厂为例，按年产100万吨纯碱，采用硫酸钠经济效益相对氯化钠分析比较。1.年减少新水用量约700万m3，节省6300万元。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。3.减少工业氯化钠120万吨消耗，消耗芒硝废料190万吨。4.提高盐的利用率20％,节省原料费用6720万元5.产生高纯石膏120万吨，产生经济效益6000万元。合计产生经济效益约合33020万元。因此，该专利技术有着极大的社会环境效益和经济价值。本文档来自技高网...

【技术保护点】
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,氯化钙90～160g/l,硫酸钙2～8g/l,氢氧化钙1～4g/l,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，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℃，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℃，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℃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。

【技术特征摘要】
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,氯化钙90～160g/l,硫酸钙2～8g/l,氢氧化钙1～4g/l,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，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℃，碳酸氢钠饱和...

【专利技术属性】
技术研发人员：史永军，张平安，杨诺，史秦博苑，
申请(专利权)人：史永军，史秦博苑，
类型：发明
国别省市：陕西;61