一种利用混合钠盐制备碳酸钠联产硫酸铵和氯化铵的方法技术

本发明专利技术提供一种利用混合钠盐制备碳酸钠联产硫酸铵和氯化铵的方法，所述方法包括以下步骤：（1）将碳酸氢铵固体或氨气与二氧化碳的混合气、混合钠盐、脱铵固体与冷却母液相混合，经复分解反应得到碳酸氢钠和复分解母液；所得碳酸氢钠经煅烧制得碳酸钠；（2）将复分解母液进行蒸氨处理得到氨气与二氧化碳的混合气和蒸氨母液；（3）将蒸氨母液进行浓缩结晶得到混盐和浓缩母液；（4）将浓缩母液进行冷却结晶得到氯化铵和冷却母液；（5）混合蒸发母液和混盐，经硫酸铵富集得到富硫酸铵溶液和脱铵固体；（6）将富硫酸铵溶液进行蒸发结晶得到硫酸铵和蒸发母液。所述方法实现了混合钠盐的高值转化，简化了操作流程，降低了生产成本，且无三废产生。产生。产生。

【技术实现步骤摘要】
一种利用混合钠盐制备碳酸钠联产硫酸铵和氯化铵的方法


[0001]本专利技术属于固废处理
，涉及一种混合钠盐的处理方法，尤其涉及一种利用混合钠盐制备碳酸钠联产硫酸铵和氯化铵的方法。

技术介绍

[0002]近年来随着我国经济的高速发展，工业品的消耗量也在急剧增加，随之产生了大量的工业废盐。工业废盐广泛产生于煤化工、有色金属冶炼、纺织印染、氯碱、锂盐、造纸、脱硫、石油加工和医药等行业。工业废盐的主要成分为硫酸钠和氯化钠，同时含有少量的重金属、钾、钙以及有机物等杂质。由于具有高盐度、高硬度和高有机物的特点，工业废盐已然成为制约相关行业发展的关键因素。高额的处理费用不仅增加了相关企业的生产经营成本，而且制约了行业的技术升级换代和可持续发展。目前，工业废盐的处理方法一般是预处理后分盐，即通过高温蒸发
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低温冷冻或者膜分离技术分离出硫酸钠和氯化钠。然而，硫酸钠和氯化钠主要为化工行业的上游原料，作为化工行业的副产品，因缺少相关标准，市场认可度低，且消纳能力有限，多数以堆存为主，又因其为可溶性盐，对环境具有严重的危害性。
[0003]CN113860334A公开了一种工业废盐中硫酸钠和氯化钠的分离方法，具体的分离步骤为：（1）将工业废盐溶解，得到废盐溶液；（2）将废盐溶液在100
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115℃下蒸馏，得到硫酸钠；（3）然后降温至40
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45℃进行减压蒸馏，得到氯化钠，母液返回步骤（1）进行循环处理。这种方法分离效果好，但是在100℃以上蒸发能耗高，且蒸发终点不易控制，硫酸钠和氯化钠产品附加值低。
[0004]CN112479232A公开了一种工业副产氯化钠和硫酸钠的浮选分离方法，首先将混盐球磨后与饱和盐水混合，然后加入添加剂、抑制剂、捕收剂和起泡剂，再将氯化钠浮选出来，实现硫酸钠和氯化钠的分离。这种方法虽然能将两种盐分离，但是在整个工艺中需要加入多种药剂，且损失较多，导致成本高、且对设备和操作要求严格。
[0005]CN102153113A公开了芒硝型卤水联产碳酸钠、氯化钠、硫酸钠、氯化铵工艺，包括以下步骤：将芒硝型卤水通过氨化和碳化制备碳酸氢钠和重碱母液，碳酸氢钠经高温煅烧后得到碳酸钠，重碱母液经高温脱氨后得到脱氨母液，脱氨母液经过钠滤膜分离后脱硝渗出清液和富硝浓缩液，富硝浓缩液经高温蒸发后得到硫酸钠，脱硝渗出清液和循环制铵母液通过高温蒸发得到氯化钠和制盐母液，制铵母液经低温蒸发得到氯化铵和制铵母液。这种方法将一部分钠转化为碳酸钠，一部分氯转化为氯化铵，在一定程度上实现了资源化，但是不彻底，仍有硫酸钠和氯化钠产品产生，且钠滤膜成本高，蒸发浓缩步骤太多，也极大地提升了运行成本。
[0006]由此可见，如何提供一种利用混合钠盐制备碳酸钠联产硫酸铵和氯化铵的方法，既能实现混合钠盐的高值转化，又能将成本控制在较低范围内，同时简化操作流程，降低生产成本，且无三废产生，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种利用混合钠盐制备碳酸钠联产硫酸铵和氯化铵的方法，所述方法能够将硫酸钠和氯化钠混盐转化为碳酸钠、硫酸铵和氯化铵产品，实现了混合钠盐的高值化利用，同时简化了操作流程，降低了生产成本，且无三废产生。
[0008]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供了一种利用混合钠盐制备碳酸钠联产硫酸铵和氯化铵的方法，所述方法包括以下步骤：（1）将碳酸氢铵固体或氨气与二氧化碳的混合气、混合钠盐、脱铵固体与冷却母液相混合，在20
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50℃下进行复分解反应，固液分离后得到碳酸氢钠和复分解母液；所得碳酸氢钠经煅烧制得碳酸钠；（2）将步骤（1）所得复分解母液进行蒸氨处理，得到氨气与二氧化碳的混合气和蒸氨母液；所得混合气回用于步骤（1）；（3）将步骤（2）所得蒸氨母液进行浓缩结晶，固液分离后得到混盐和浓缩母液；（4）将步骤（3）所得浓缩母液进行冷却结晶，固液分离后得到氯化铵和冷却母液；所得冷却母液回用于步骤（1）；（5）混合蒸发母液和步骤（3）所得混盐，进行硫酸铵富集，固液分离后得到富硫酸铵溶液和脱铵固体；所得脱铵固体回用于步骤（1）；（6）将步骤（5）所得富硫酸铵溶液进行蒸发结晶，固液分离后得到硫酸铵和蒸发母液；所得蒸发母液回用于步骤（5）。
[0009]其中，步骤（1）所述混合钠盐包括硫酸钠和氯化钠；步骤（4）和步骤（5）不分先后顺序。
[0010]本专利技术提供的方法根据混合钠盐水盐体系相图在不同温度下的变化规律，通过变换体系和外界条件，采用溶解、复分解反应、蒸氨处理、浓缩结晶和冷却结晶等方式，实现了混合钠盐的资源化利用；整个过程流程简单、效率高、对设备要求低、成本低，且工业过程容易实现；过程清洁，无废水、废气及废渣的排放，经济和环境效益显著。
[0011]本专利技术提供的方法所得产品纯度高，碳酸钠产品纯度满足GB/T 210.1
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2004中Ⅱ类合格品轻质碳酸钠的要求，硫酸铵产品纯度满足GB/T 535
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2020中Ⅰ型产品的要求，氯化铵产品纯度满足GB/T 2946
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2018中农用氯化铵的要求。
[0012]本专利技术中，步骤（1）所述复分解反应的温度为20
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50℃，例如可以是20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃或50℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0013]优选地，步骤（1）所述混合钠盐中硫酸钠的质量百分含量≥10%，例如可以是10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0014]本专利技术中，步骤（1）所述混合钠盐中硫酸钠的质量百分含量具体指代硫酸钠在混合钠盐总质量中所占的百分含量。
[0015]优选地，步骤（1）所述复分解反应中总氮和总钠的摩尔比为(1
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1.5):1，例如可以是1:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1或1.5:1，进一步优选为(1
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1.2):1，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0016]优选地，步骤（1）所述复分解反应的反应时间为20
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180min，例如可以是20min、40min、60min、80min、100min、120min、140min、160min或180min，进一步优选为30
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120min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0017]优选地，步骤（2）所述蒸氨处理的温度为70
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100℃，例如可以是70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃或100℃，进一步优选为80
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90℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0018]优选地，步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用混合钠盐制备碳酸钠联产硫酸铵和氯化铵的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：（1）将碳酸氢铵固体或氨气与二氧化碳的混合气、混合钠盐、脱铵固体与冷却母液相混合，在20
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50℃下进行复分解反应，固液分离后得到碳酸氢钠和复分解母液；所得碳酸氢钠经煅烧制得碳酸钠；（2）将步骤（1）所得复分解母液进行蒸氨处理，得到氨气与二氧化碳的混合气和蒸氨母液；所得混合气回用于步骤（1）；（3）将步骤（2）所得蒸氨母液进行浓缩结晶，固液分离后得到混盐和浓缩母液；（4）将步骤（3）所得浓缩母液进行冷却结晶，固液分离后得到氯化铵和冷却母液；所得冷却母液回用于步骤（1）；（5）混合蒸发母液和步骤（3）所得混盐，进行硫酸铵富集，固液分离后得到富硫酸铵溶液和脱铵固体；所得脱铵固体回用于步骤（1）；（6）将步骤（5）所得富硫酸铵溶液进行蒸发结晶，固液分离后得到硫酸铵和蒸发母液；所得蒸发母液回用于步骤（5）；其中，步骤（1）所述混合钠盐包括硫酸钠和氯化钠；步骤（4）和步骤（5）不分先后顺序。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述混合钠盐中硫酸钠的质量百分含量≥10%。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述复分解反应中总氮和总钠的摩尔比为(1
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1.5):1，反应时间为20
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180min。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述蒸氨处理的温度为70
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100℃。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）所述浓缩结晶的温度为80
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100℃。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4）所述冷却结晶的温度为5
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40℃。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（5）所述硫酸铵富集的温度为80
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110℃。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（6）所述蒸发结晶的温度为80
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【专利技术属性】
技术研发人员：张洋，范兵强，张贺东，申长帅，郑诗礼，曹宏斌，陈沛松，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：