[發明專利]一種天然堿液制純堿和小蘇打副產硼酸和氫氧化鐵的系統

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• 申請號: 202111045104.0
• 申請日: 2021-09-07
• 公開（公告）號: CN113998713A
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 張玉萍;羅紅兵;李艷;楊麗;尚占飛;趙春保
• 申請（專利權）人: 內蒙古博源工程有限責任公司
• 主分類號: C01D7/00
• 分類號: C01D7/00;C01D7/12;C01B35/10;C01G49/02;C01D7/10;C01D3/06
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本發明公開了一種天然堿液制純堿和小蘇打副產硼酸和氫氧化鐵的系統，其特征在于，其包括純堿制備單元、硼酸副產單元、氫氧化鐵副產單元和小蘇打制備單元。本發明具有以下優點：分別通過硼離子交換樹脂和鐵離子交換樹脂吸附天然堿液中的硼酸離子和鐵離子，降低原料液中的鐵和硼的含量，從而降低純堿及小蘇打產品中的硼、鐵含量，提高產品的優等率及質量；對離子交換樹脂柱洗脫后的洗液進行進一步處理后，得到氫氧化鐵、硼酸副產品。

技術領域：

本發明涉及一種天然堿液制純堿和小蘇打的系統，尤其涉及一種天然堿液制純堿和小蘇打副產硼酸和氫氧化鐵的系統。

背景技術：

目前純堿及小蘇打生產中主要采用氨堿法、聯堿法、天然堿法，其中氨堿法和聯堿法以氯化鈉為原料，半成品經煅燒后得到純堿，純堿液碳化后得到小蘇打產品，由于原料鹽的純度較高雜質少，因此產品的雜質含量相對穩定。

采用天然堿法生產純堿及小蘇打，是以地下天然堿礦為原料，天然堿主要存在于地下天然堿礦及天然堿湖，其中地下天然堿礦主要成分是倍半碳酸鈉(Na₂CO₃·NaHCO₃·H₂O)，此外含有少量的硼、鐵等雜質元素，由于地質成因的差異，不同礦體中碳酸鈉和碳酸氫鈉的含量有些差異。地下天然堿礦通過水溶采方式，往地下堿層注水，在地下形成溶腔，得到飽和溶液返回到地面儲鹵罐，供下游生產純堿和小蘇打。

根據鹵水的組成，天然堿生產純堿和小蘇打的主要工藝方法分為蒸發法、碳化法，其中蒸發法又可分為倍半堿蒸發流程和一水堿蒸發流程，分別得到倍半碳酸鈉(Na₂CO₃·NaHCO₃·H₂O)和一水堿 (Na₂CO₃·H₂O)半成品，再經煅燒后得到純堿(Na₂CO₃)產品。碳化法是天然堿液與二氧化碳反應得到碳酸氫鈉半成品(NaHCO₃)，經干熱氣流干燥后得到成品碳酸氫鈉成品。

采用天然堿法生產純堿和小蘇打的過程中，由于地下天然堿礦中含有少量的硼、鐵等雜質元素，在制堿過程中原料液蒸發濃縮造成堿液的鐵、硼元素含量累積增高，此外設備腐蝕也是造成堿液中鐵含量升高的主要原因，在天然堿液中含有大量的碳酸氫鈉，鐵離子主要以二價形式存在，二價鐵的溶解度較高，因此制堿母液中的鐵含量達到 60mg/l，純堿及小蘇打產品中的鐵含量較高，優等品率降低，對產品質量造成一定的影響。純堿過濾母液中硼含量達到600mg/l，對產品質量造成一定的影響。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種天然堿液制純堿和小蘇打副產硼酸和氫氧化鐵的系統。

本發明由如下技術方案實施：一種天然堿液制純堿和小蘇打副產硼酸和氫氧化鐵的系統，其包括純堿制備單元、硼酸副產單元、氫氧化鐵副產單元和小蘇打制備單元，

所述純堿制備單元包括天然堿液管、純堿蒸發結晶器、純堿過濾分離裝置和煅燒裝置，所述天然堿液管與所述純堿蒸發結晶器的進口連通，所述純堿蒸發結晶器的出口與所述純堿過濾分離裝置的進口連通，所述純堿過濾分離裝置的固體出口與所述煅燒裝置進口連通；

所述小蘇打制備單元包括二氧化碳管，碳化塔、小蘇打過濾分離裝置、堿液儲罐和小蘇打干燥裝置，所述碳化塔的進口與所述二氧化碳管連通，所述碳化塔的出口與所述小蘇打過濾分離裝置的進口連通，所述小蘇打過濾分離裝置的固體出口與所述小蘇打干燥裝置的進口連通，所述小蘇打過濾分離裝置的液體出口與所述堿液儲罐的進口連通；

所述純堿制備單元的純堿過濾分離裝置的液體出口與所述硼酸副產單元的硼離子交換樹脂柱的進料口連通，所述硼酸副產單元的除硼母液桶出口與所述氫氧化鐵副產單元的鐵離子交換樹脂柱的進料口連通，所述氫氧化鐵副產單元的除鐵母液桶出口與所述碳化塔的進口連通，所述堿液儲罐的出口分別與純堿蒸發結晶裝置進口以及氫氧化鐵副產單元的中和罐進口連通。