[發明專利]一種以芒硝和碳酸氫銨為原料聯合生產純堿和硫酸銨的方法

有效

• 申請號: 201811407734.6
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN109437248B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 唐印;馮瑞;郭利紅;雷林;李旭初;陳剛;李剛;王云波;張邦成;袁凱
• 申請（專利權）人: 四川金象賽瑞化工股份有限公司
• 主分類號: C01D7/12
• 分類號: C01D7/12;C01D7/02;C01C1/244
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 呂玲;錢成岑

本發明屬于化學工藝技術領域，具體為一種以芒硝和碳酸氫銨為原料聯合生產純堿和硫酸銨的方法。該方法將碳酸氫銨、硫酸鈉和水同時加入到反應器中混合反應，即有碳酸氫鈉晶體生成，經真空過濾、洗滌、離心脫水，濾餅為碳酸氫鈉濕料，濕料送煅燒工段煅燒后可得到純堿產品，濾過母液送后續工段處理。該方法中硫酸鈉的轉化率達到75%以上，得到的碳酸氫鈉濕料平均粒度在100?230μm，水分含量低于5%，減少了后續工段的能耗，所得到的純堿鹽分含量不到0.1%。

技術領域

本發明屬于化學工藝技術領域，具體為一種以芒硝和碳酸氫銨為原料聯合生產純堿和硫酸銨的方法。

背景技術

純堿是許多工業的基礎原料，廣泛應用于人們的日常生活以及化工、輕工、冶金、紡織、建材等工業部門，在國民經濟發展建設過程中占有十分重要的地位。

18世紀以前，由于世界上沒有制堿工業，人們所需要的堿都取自天然堿，1791年，法國醫生路布蘭通過煅燒硫酸鈉、煤炭和石灰石制成功研究出“路布蘭法”。1863年，比利時工程師索爾維基于綜合前人的工作進行改進，實現了通過“索爾維法”制造純堿(即氨堿法)。由于氨堿法較之路布蘭法具有原料價格低廉，普遍易得，產品純度高，適合大規模生產等優點，因此取代了路布蘭法，并一直被廣泛采用至今，氨堿法因為產生大量含氯化鈣廢水，生產企業通常分布在沿海地區，而且氨堿法中氯化鈉轉化率只能達到72％-76％，24％-28％的鈉離子和幾乎全部的氯離子被廢棄。1943年，我國侯德榜博士通過開展制堿試驗研究，研制出聯堿制堿法，能同時生產純堿和氯化銨兩種產品，原料得到充分利用，降低了生產成本，體現了大規模聯合生產的優越性，但是隨著純堿產量的快速增長，氯化銨產量也快速增加，氯化銨作為含氯氮肥，對很多忌氯農作物并不適用，這就限制了氯化銨廣泛應用，同時制約了聯堿法生產純堿的發展。

截至目前，我國純堿生產裝置總產能近3000萬噸，除了天然堿之外，主要生產方法為氨堿法、聯堿法，所用原料均為氯化鈉。而我國目前已探明的芒硝總儲量在200億噸左右(以無水硫酸鈉計)，居世界首位，我國芒硝產銷量也居世界第一，占70%左右，芒硝主要用于洗滌劑和硫化堿工業，其次是用于紙漿、人造纖維、玻璃工業。我國目前芒硝產能達到1200萬噸，產量為980萬噸，而國內需求只有800萬噸左右，產能過剩嚴重。總之，我國芒硝資源非常豐富，而硫酸鈉的市場容量有限，因此，大力加強我國芒硝資源的綜合利用研究意義重大且大有前途。

多年來國內外研究人員都一直在探索芒硝制堿的新途徑。我國也先后開展了一系列芒硝制堿的實驗研究，但存在副產品產量大、工藝復雜、能耗高、硫酸鈉轉化率低等各種問題，所以一直未有產業化成果。

發明內容

本發明的目的是針對以上技術問題，提供一種以芒硝和碳酸氫銨為原料聯合生產純堿和硫酸銨的方法。該方法通過設計合理的工藝流程，提高硫酸鈉轉化率，得到粒度大、純度高、鹽分含量低的碳酸氫鈉產品，使以芒硝為原料制備純堿具有優越的經濟效益，為純堿生產提供一種新的原料來源，也為芒硝的綜合利用提供一個新的出路。

為了實現以上發明目的，本發明的具體技術方案為：

一種以芒硝和碳酸氫銨為原料聯合生產純堿和硫酸銨的方法，其包括如下步驟：

（1）將碳酸氫銨、硫酸鈉和水同時加入到帶有攪拌器的預混槽中，物料在預混槽中初步反應，生成碳酸氫鈉結晶，水、碳酸氫銨水硫酸鈉的質量比為1：0.6-1.5：0.6-1.5，物料在預混槽中停留時間為0.5-2h，預混槽溫度為20-40℃。

（2）將步驟（1）中的混合物料送入反應結晶器，物料進一步反應，使碳酸氫鈉結晶長大，反應結晶器溫度為30-60℃，壓力為0.1-0.6MPa，反應時間為0.5-2h。

（3）將步驟（2）中混合物料送真空帶式過濾機真空脫水，并分區進行多次洗滌，洗去碳酸氫鈉表面的鹽分。所述真空帶式過濾機過濾碳酸氫鈉漿料時分區洗滌固體物料，五區洗水為脫鹽水，四區洗水為后工段中的離心機濾液，三區洗水為五區濾液，三區濾液和四區濾液混合后再洗滌二區物料。