本发明涉及芒硝转化为烧碱的新工艺流程,属于无机化学,特别涉及NaOH的制造工艺。 芒硝(Na2SO4·10H2O)生产烧碱,已公知的方法有:芒硝干法制纯碱或路布兰法制纯碱(Na2SO4),而后将其苛化制得烧碱(NaOH),其特点是用水煤气一次还原制纯碱,因此操作危险性大,路不兰法原料利用率、产品转化及产品纯度不高,从而影响后续苛化反应的产品纯度。
本发明目的是根据现有制碱工艺的不足之处,提出一种新的工艺流程,使产品转化率高、纯度高、产品易分离,反应条件易控制的工艺流程。采用本工艺流程,各主要步骤的原料利用率及产品转化率均达到95%以上。由于本发明工艺流程各步转化的均是单一反应,所以对温度、压力等反应条件要求不如芒硝干法制碱严格。
本发明目的可通过以下措施来达到。
本工艺流程分三个步骤完成:
(1)芒硝(Na2SO4·10H2O)经还原焙烧生成Na2S(一次碳化)
(2)将熔体Na2S加水浸取,得到一定浓度的Na2S溶液,将该溶液进行碳化生成Na2CO3(二次碳化)
(3)在Na2CO3溶液中加入石灰乳进行苛化生成NaOH,
将苛化后的溶液与碳酸钙分离,母液固化即制得固体烧碱。
上述流程中(1)及(3)在国内已有工业化装置及工艺参数。
本发明本质是增加了二次碳化工艺,即工艺流程的第(2)步,并将其同流程中的(1)、(3)有机结合在一起。流程第(2)步的反应条件为:Na S溶液浓度为20~30%、CO2浓度为30~45%、液气比20~35、温度为50℃~70℃、压力为1.5~3.0kg/cm2、反应时间为50~60分钟。
附图1为本发明工艺流程示意图。
本发明将结合附图作进一步详述:
芒硝与无烟煤在转炉(1)中焙烧,生成Na2S熔体,在热溶室(2)中加水溶解配制成浓度为25%的溶液。
煤同石灰石在石灰窑(5)反应生成熟石灰及CO2,熟石灰为苛化时用,CO2进入CO2储罐(4),配制成含CO240%的气体。
将配好的Na2S溶液在65℃的温度下,从碳酸化器(3)的上部喷入塔内,与已配好的40%的CO2气体由塔底通入逆流接触,液气比为30,碳化时间60分钟,塔顶排出的含H2S气体,经处理后排放。塔底流出的业已碳化的溶液,经去除杂质处理后,在苛化槽内与石灰乳反应。
将苛化后地溶液与碳酸钙沉淀分离,母液固化即得烧碱。当起始原料芒硝纯度大于85%时,成品烧碱纯度大于93%。