本发明专利技术公开了一种将碳酸钠和碳酸氢钠稀溶液转化为可从中获取钠化合物的进料溶液的方法。中和稀溶液中的碳酸氢钠，然后用煅烧二碳酸氢三钠强化该溶液，形成浓缩了碳酸钠的进料液，可通过一水合物法或其他结晶过程从中获取钠化合物。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
由盐溶液和煅烧二碳酸氢三钠获取碱专利
：本专利技术主要涉及由二碳酸氢三钠矿产混合物中获取包括碳酸钠和/或碳酸氢钠在内的钠化合物的方法。更具体地说，本专利技术涉及一种由含钠矿石获取钠化合物的改良方法，它可与传统一水合物法、溶液采矿法或其他钠提取法等过程结合使用。现有技术现状：在Wyoming西南，Green River附近，发现了大量位于地表以下800-3,000英尺的二碳酸氢三钠(Na2CO3·NaHCO3·2H2O)原沉积矿。土耳其和中国也存在着这样的二碳酸氢三钠地下沉积矿。Green River的二碳酸氢三钠矿床面积为1,000平方米，由通常互相层叠并以页岩层间隔的不同矿床层构成。在部分区域，二碳酸氢三钠床层跨400英尺的地层，有10层以上，占该总地层的25％。Green River流域的数家苏打灰公司干法开采(dry mine)地表下约1,500英尺处厚度约12英尺的二碳酸氢三钠矿层(seam)，该矿层含约90％二碳酸氢三钠。二碳酸氢三钠的质量根据其在地层中的位置大不相同。对Wyoming，Green River地区所采得二碳酸氢三钠原矿的典型分析如下：成分 百分比碳酸氢三钠 90.00NaCl 0.1Na2SO4 0.02有机物 0.3不溶物 9.58 100.00二碳酸氢三钠矿石一般通过开挖矿井，由矿工用机械干法开采自地下矿层。用于开采二碳酸氢三钠矿的的地下开采技术各不相同，包括房柱式开采、连续开采、长壁开采，以及二碳酸氢三钠开采业熟知的其他技术。这些技术都曾被用来提高采矿效率。然而，二碳酸氢三钠矿开采的费用仍然是钠化合物生产中的一个问题，开采二碳酸氢三钠沉积矿所用的设备和人力是其中最大的开支。二碳酸氢三钠原矿经处理而转化成为所需的形式，例如碳酸钠(Na2CO3)，碳酸氢钠(NaHCO3)，苛性钠(NaOH)，碳酸氢三钠(Na2CO3·NaHCO3·2H2O)，磷酸钠-->(Na5P3O10)，或其他钠化合物。最具有市场价值的钠化合物是苏打灰，又称碳酸钠。通常，用两种熟知方法之一，即碳酸氢三钠法或一水合物法，从二碳酸氢三钠矿石中获取碳酸钠。碳酸氢三钠法的一系列步骤包括：将采得的二碳酸氢三钠原矿溶于循环的热母液中，该母液所含碳酸钠多于碳酸氢钠，以均匀溶解二碳酸氢三钠；清除去除溶液中的泥浆；过滤溶液；使滤液通过一系列真空结晶器，蒸发水份，冷却溶液，使得碳酸氢三钠以稳定的晶体相从溶液中结晶析出；再循环母液，以溶解以后的二碳酸氢三钠原矿；在足够高的温度煅烧碳酸氢三钠晶体，将其转化为碳酸钠即苏打灰。继碳酸氢三钠法后一种更直接更简单的方法是一水合物法。一水合物法主要得到致密的无有机成分碳酸钠产物，其一系列步骤包括：在约125-500℃煅烧二碳酸氢三钠原矿，将其转化为粗碳酸钠，以此通过氧化和蒸馏减少有机物含量；将该粗碳酸钠溶于水中；从溶液中去除不溶物泥浆以澄清所得的碳酸钠溶液；过滤澄清后的溶液；在蒸发器回路中蒸发掉澄清和过滤后碳酸钠溶液中的水分，从母液中结晶出一水合碳酸钠晶体；将该一水合碳酸钠晶体煅烧成致密的无有机物碳酸钠产物；将晶体的母液循环至蒸发步骤。用一水合物法生产的致密苏打灰产物已成为业界以二碳酸氢三钠为原料的碳酸钠/苏打灰标准产品。溶液采矿法因干法采矿的成本不断升高而开始受到关注。而且，溶液开采法可获取原先在干法中作为矿柱、矿壁和矿顶而遗留的大量矿石。最简单的溶液开采法包括将二碳酸氢三钠原矿溶于溶液和从该溶液中获取钠产物。例如，将二碳酸氢三钠矿石或其他含钠矿石与例如水等溶剂接触。水令二碳酸氢三钠溶出，形成盐溶液。抽取并处理该溶液，以获取碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢三钠、一水合碳酸钠，或其他含钠产物。通常将去除了含钠产物的盐溶液再循环，以溶解其他二碳酸氢三钠原矿。然而，溶液开采法的缺点之一是二碳酸氢三钠矿石中碳酸钠和碳酸氢钠原位溶入溶液的溶解速度较慢。通常，溶液开采法得到的溶液只含低浓度的碳酸钠和碳酸氢钠，因而达不到直接进行一水合物法或碳酸氢三钠法所需的浓度。而且，溶液开采法所得溶液的碳酸钠和碳酸氢钠浓度常常变化，不得不改变处理步骤，并可能严重影响处理过程的稳定性。本专利技术提供了一种将含碳酸钠和/或碳酸氢钠的矿水即盐溶液转化成碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢三钠、一水合碳酸钠、十水合碳酸钠等含钠化合物的新方法。该方法包括中和和强化含碳酸钠和碳酸氢钠的盐溶液或矿石溶液。中和，在-->此指：将盐溶液或矿石溶液中的部分碳酸氢钠转化为碳酸钠。在本专利技术方法中，中和的是含碳酸氢钠的盐溶液。然后，对中和后的盐溶液进行强化，以提高其中碳酸钠的浓度。强化是用煅烧二碳酸氢三钠进行的。该中和和强化后的盐溶液适合进行常规的一水合物法或其他结晶法等后续处理，或作为这些方法的补充。所述方法的实例之一是从地下二碳酸氢三钠矿石中抽取盐溶液。将溶剂，例如水，泵入地下二碳酸氢三钠矿，水在此溶解二碳酸氢三钠矿石。除了泵入的水之外，天然地下水可与引入的水混合。一段时间后，水使得二碳酸氢三钠矿石中的碳酸钠和碳酸氢钠溶出，形成盐溶液。将该溶液从矿井中抽送至处理车间，在此进行中和。中和一般用石灰或其他苛性物质进行，它们将盐溶液中的至少部分碳酸氢钠转化成碳酸钠。可对来自矿井的全部盐溶液进行处理，也可以将该盐溶液分成两股物流，中和其中一股，然后与另一股重新混合而形成中和的盐溶液流。在中和之外，还可以对盐溶液流进行汽提，以进一步将碳酸氢钠转化成碳酸钠。用煅烧二碳酸氢三钠强化中和后的盐溶液，以提高该盐溶液的总碱度。该煅烧二碳酸氢三钠强化物质通过在盐溶液中提高碳酸钠浓度而不显著提高碳酸氢钠浓度来提高盐溶液的总碱度。将中和和强化后的盐溶液加入结晶器，通过传统的一水合物法或其他结晶法在此从中和并强化的盐溶液中结晶出碳酸钠、一水合碳酸钠和十水合碳酸钠之类晶体。以说明书为依据的权利要求具体指明并要求了对本专利技术本质的保护，同时，结合附图阅读本专利技术的说明将更容易明确本专利技术的优点。附图中：图1是水、碳酸钠和碳酸氢钠的相图；图2是不同碳酸钠浓度和不同温度下，钠离子/钙离子/二氧化碳/水系统的相关系图；图3是本专利技术实施例之一的方框图。本专利技术的优点在于提供了一种经济的方法，通过它，用低温水作为溶液采矿溶剂所得的稀盐溶液可进行现用的一水合物法处理。与传统的一水合物法不同，本专利技术的方法还能够适合不同的盐溶液，例如用低温水溶解二碳酸氢三钠矿石的溶液采矿法所得，碳酸氢钠与碳酸钠之比因二碳酸氢三钠在溶液中溶解不一致而不同的盐溶液。本专利技术还适用于二碳酸氢三钠以外其他的含碳酸氢钠的矿石。本专利技术涉及对盐溶液的中和和强化，可用传统的一水合物法或其他结晶法由-->该溶液沉淀出碳酸钠或一水合碳酸钠晶体。首先用苛性物质，例如石灰，中和由传统溶液采矿法所得或来自废物流或蒸发池的盐溶液。盐溶液的中和将碳酸氢钠转化成碳酸钠。也可以在中和之前或之后对该盐溶液进行汽提，以进一步将碳酸氢钠转化成碳酸钠。中和后，用煅烧二碳酸氢三钠强化该盐溶液以提高其总碱度，并形成可在结晶过程例如一水合物法中从中沉淀出碳酸钠或一水合碳酸钠的盐溶液。在用水进行二碳酸氢三钠矿开采时，二碳酸氢三钠的溶解是不一致的。当二本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种从含碳酸钠和碳酸氢钠的溶液中制备钠化合物的方法，包括：将含碳酸氢钠的矿石溶解在溶液中成为盐溶液；中和该盐溶液；将煅烧二碳酸氢三钠溶解在中和后的盐溶液中，形成进料液；和对该进料液进行一水合碳酸钠法过程。
【技术特征摘要】
US 2000-5-2 09/563,4851.一种从含碳酸钠和碳酸氢钠的溶液中制备钠化合物的方法，包括：将含碳酸氢钠的矿石溶解在溶液中成为盐溶液；中和该盐溶液；将煅烧二碳酸氢三钠溶解在中和后的盐溶液中，形成进料液；和对该进料液进行一水合碳酸钠法过程。2.根据权利要求1所述的方法，所述的含碳酸氢钠矿石是二碳酸氢三钠矿石。3.根据权利要求1所述的方法，所述进料液中的碳酸钠浓度为22-30重量％。4.根据权利要求1所述的方法，所述进料液适合进行碳酸钠的结晶。5.根据权利要求1所述的方法，所述进料液的组成使得基本纯的一水合碳酸钠成为所述进料液在结晶条件下首先沉淀析出的结晶产物。6.一种从含碳酸钠和碳酸氢钠的溶液中制备钠化合物的方法，包括：将含碳酸氢钠的矿石溶解在溶液中成为盐溶液；将该溶液分为第一物流和第二物流；苛化所述第一物流；将所述的苛化后第一物流与所述第二物流合并成中和盐溶液物流；将煅烧二碳酸氢三钠溶解在中和盐溶液物流中，形成进料液；和将该进料液处理成为钠化合物。7.根据权利要求6所述的方法，所述的苛化所述第一物流是用石灰进行的。8.根据权利要求6所述的方法，还包括在将所述盐溶液分成第一和第二物流之前对其进行汽提。9.根据权利要求6所述的方法，所述将进料液处理成钠化合物的步骤包括对进料液进行一水合碳酸钠法处理。10.根据权利要求6所述的方法，所述的钠化合物含基本纯的一水合碳酸钠。11.根据权利要求6所述的方法，所述的含碳酸氢钠矿石是二碳酸氢三钠矿石。12.根据权利要求2所述的方法，所述的二碳酸氢三钠矿石是地下沉积矿。13.根据权利要求1所述的方法，所述盐溶液中的碳酸钠浓度为13-17重量％。14.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：DE史密斯，WC科彭哈弗，RW查斯顿，
申请(专利权)人：FMC维育明股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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