一種以含堿天然湖水生產(chǎn)重質(zhì)純堿的方法
【專利摘要】一種以含堿天然湖水生產(chǎn)重質(zhì)純堿的方法，包括以下步驟：（1）含堿天然湖水鹽田攤曬；（2）天然堿煅燒；（3）化堿；（4）粗堿液精制；（5）一水堿蒸發(fā)結(jié)晶與分離；（6）一水堿脫水干燥。本發(fā)明鹽田蒸發(fā)充分利用太陽(yáng)能；通過煅燒轉(zhuǎn)化后，可極大地提高化堿堿液濃度，減少了后續(xù)裝置的設(shè)備規(guī)模和投資，極大的減少了一水堿蒸發(fā)的蒸發(fā)水量，減少了能耗；一水堿產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，粒度均勻，白度好；可以通過控制排放蒸發(fā)結(jié)晶母液的NaCl含量來控制產(chǎn)品質(zhì)量，便于實(shí)際操作；煅燒尾氣碳化鹽田老鹵回收老鹵中的碳酸鈉，提高收率。
【專利說明】一種以含堿天然湖水生產(chǎn)重質(zhì)純堿的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)重質(zhì)純堿的方法，尤其是涉及一種以含堿天然湖水為原料，生產(chǎn)重質(zhì)純堿的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]純堿學(xué)名碳酸鈉，又名蘇打、堿灰，為白色粉狀或滴狀物，化學(xué)式Na2CO3，相對(duì)分子質(zhì)量105.989。純堿產(chǎn)品主要有兩種，即重質(zhì)純堿(重灰)和輕質(zhì)純堿(輕灰);其規(guī)格的區(qū)別主要在于物理性質(zhì)的不同，如松密度、粒子大小和形狀等。一般輕質(zhì)純堿的密度為0.5?
0.6g/ml ;重質(zhì)純堿密度為1.0?1.2g/mlo
[0003]埃塞俄比亞有一個(gè)以含堿天然湖水為原料生產(chǎn)低品質(zhì)輕質(zhì)純堿的裝置。美國(guó)凱爾-馬基化學(xué)公司采用西爾斯湖鹵水直接碳化制重質(zhì)純堿。1973年吉林省大布蘇化工廠利用大布蘇湖鹵水經(jīng)天然蒸發(fā)后進(jìn)行直接碳化法生產(chǎn)純堿，后改用天然堿鹵氨法制堿克服了直接碳化法制堿的許多弊病。
[0004]重質(zhì)純堿的主要生產(chǎn)方法分別有以輕質(zhì)純堿為原料的固相水合法、液相水合法、擠壓法；以天然堿溶解得到的堿液為原料的蒸發(fā)結(jié)晶法(一水碳酸鈉法)。
[0005]固相水合法生產(chǎn)重質(zhì)純堿因工藝限制，生產(chǎn)的重質(zhì)純堿粒度不均勻，且其他雜質(zhì)不易控制；液相水合法一水碳酸鈉粒度分布難以控制，很難消除一水碳酸鈉結(jié)晶的凝聚和結(jié)塊；擠壓法無法改變輕灰的成分，只能用低鹽輕灰制低鹽重質(zhì)純堿，只適用在重質(zhì)純堿生產(chǎn)過程中不需要脫鹽的場(chǎng)合。CN1417123A公開了一種重質(zhì)純堿的生產(chǎn)方法，其粒度達(dá)到優(yōu)等品的標(biāo)準(zhǔn)，但沒有白度數(shù)據(jù)?！肮滔嗨戏ㄖ刭|(zhì)純堿粒度影響因素探討”，門克平等，唐山三友化工股份有限公司，《純堿工業(yè)》，2013年第6期，公開了固相水合法重質(zhì)純堿粒度影響因素探討，對(duì)固相水合法生產(chǎn)重質(zhì)純堿的粒度進(jìn)行了探討，但也沒有提及白度數(shù)據(jù)。
[0006]目前沒有發(fā)現(xiàn)用含堿天然湖水為原料使用蒸發(fā)結(jié)晶法生產(chǎn)重質(zhì)純堿的工藝。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種通過蒸發(fā)結(jié)晶法，以含堿天然湖水生產(chǎn)重質(zhì)純堿的方法，所得重質(zhì)純堿產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，粒度均勻。
[0008]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:一種以含堿天然湖水生產(chǎn)重質(zhì)純堿的方法，包括以下步驟:
(1)含堿天然湖水鹽田攤曬:將含堿天然湖水在鹽田中通過太陽(yáng)能蒸發(fā)、結(jié)晶，以氯化鈉飽和點(diǎn)為蒸發(fā)結(jié)晶終點(diǎn)，過濾，結(jié)晶物主要成分為倍半堿的混合物即天然堿；對(duì)濾液(即鹽田老鹵)通入步驟(2 )中的煅燒尾氣(若剛開始時(shí)沒有煅燒尾氣，則將濾液暫時(shí)儲(chǔ)存，待產(chǎn)生了煅燒尾氣后再處理)，對(duì)其中的碳酸鈉進(jìn)行碳化后，過濾得到濾餅(主要成分為碳酸氫鈉)為重堿(NaHCO3),經(jīng)過煅燒即為輕質(zhì)純堿產(chǎn)品，過濾的母液再進(jìn)行鹽田蒸發(fā)得到含少量芒硝的粗鹽(主要成分為氯化鈉)，粗鹽加水洗滌得到工業(yè)鹽；
(2)天然堿煅燒:將步驟(I)所得天然堿煅燒，煅燒溫度為180~200°C，煅燒時(shí)間為30~45min，使得天然堿徹底分解得到碳酸鈉，即粗堿；煅燒尾氣通入步驟(I)中的鹽田老鹵中進(jìn)行碳化；
燒燒時(shí)優(yōu)選采用回轉(zhuǎn)式煅燒爐，以重油、蒸汽或電為熱源進(jìn)行加熱；
(3)化堿:將步驟(2)所得粗堿送入溶解槽，加入水或步驟(4)中的洗水溶解得到粗堿液，控制粗堿液中Na2CO3質(zhì)量濃度為28~33%，溶解溫度為35~45°C，物料在溶解槽內(nèi)停留25 — 35min ；
(4)粗堿液精制:將步驟(3)所得粗堿液送入間斷運(yùn)行沉降槽中停留4~8h或者連續(xù)運(yùn)行的濃密機(jī)中澄清；泥渣從沉降設(shè)備排出后，用水洗滌、過濾，得廢渣堆存，洗水送入步驟
(3)化堿；沉降設(shè)備溢流液經(jīng)精密過濾設(shè)備將殘存的小顆粒及部分有機(jī)物除去，再經(jīng)活性炭脫除有機(jī)物后得到精堿液；
(5)一水堿蒸發(fā)結(jié)晶與分離:將步驟(4)所得精堿液蒸發(fā)，蒸發(fā)溫度控制為90~105°C，并控制溶液中NaCl質(zhì)量濃度小于5%，再將一水堿料漿經(jīng)增稠設(shè)備增稠至固含量為35~55wt%，尚心機(jī)分尚，得到一水喊；
一水堿蒸發(fā)結(jié)晶優(yōu)選機(jī)械熱壓縮技術(shù)或多效真空蒸發(fā)技術(shù)；
(6)一水堿脫水干燥:將經(jīng)步驟(5)分離得到的一水堿干燥，干燥溫度為125~150°C，控制含水率< 0.5wt%得到重質(zhì)純堿。
[0009]步驟(6)中，一水堿脫水干燥優(yōu)選以蒸汽為熱源的流化床干燥器或用蒸汽或電為熱源的回轉(zhuǎn)窯。
[0010]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)鹽田蒸發(fā)結(jié)晶充分利用太陽(yáng)能；
(2)通過煅燒轉(zhuǎn)化后，可極大地提高化堿堿液濃度，減少了后續(xù)裝置的設(shè)備規(guī)模和投資，極大的減少了一水堿蒸發(fā)的蒸發(fā)水量，減少了能耗；
(3)—水堿產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，粒度均勻(彡180μπι超過75wt%)，白度好，白度可達(dá)80%，產(chǎn)品純度高于GB/T210.1-2004 I類標(biāo)準(zhǔn)。
[0011](4)可以通過控制排放蒸發(fā)結(jié)晶母液的NaCl含量來控制產(chǎn)品質(zhì)量，便于實(shí)際操作；
(5)機(jī)械熱壓縮技術(shù)或多效真空蒸發(fā)是非常節(jié)能的工藝；
(6)煅燒尾氣碳化鹽田老鹵回收老鹵中的碳酸鈉，提高收率；
(7)碳化母液再進(jìn)行鹽田蒸發(fā)得到含少量芒硝的粗鹽，粗鹽加水洗滌得到工業(yè)鹽，實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用，以利于環(huán)境保護(hù)。

【具體實(shí)施方式】
[0012]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0013]實(shí)施例1
本實(shí)施例包括以下步驟:
(I)含堿天然湖水鹽田攤曬:將含堿天然湖水在鹽田中通過太陽(yáng)能蒸發(fā)、結(jié)晶，以氯化鈉飽和點(diǎn)為蒸發(fā)結(jié)晶終點(diǎn)，過濾，結(jié)晶物主要成分為倍半堿的混合物即天然堿，對(duì)濾液(即鹽田老鹵)通入步驟(2 )中的煅燒尾氣(若剛開始時(shí)沒有煅燒尾氣，則將濾液暫時(shí)儲(chǔ)存，待產(chǎn)生了煅燒尾氣后再處理)，對(duì)其中的碳酸鈉進(jìn)行碳化后，過濾得到濾餅(主要成分為碳酸氫鈉)為重堿(NaHCO3),經(jīng)過煅燒即為輕質(zhì)純堿產(chǎn)品，過濾母液再進(jìn)行鹽田蒸發(fā)得到含少量芒硝的粗鹽(主要成分為氯化鈉)，粗鹽加水洗滌得到工業(yè)鹽；
(2)天然堿煅燒:將步驟(I)所得天然堿采用回轉(zhuǎn)式煅燒爐，以重油為熱源進(jìn)行加熱煅燒，爐溫為200°C，煅燒時(shí)間為30min，使得天然堿徹底分解得到碳酸鈉即粗堿，煅燒尾氣通入步驟(I)中的鹽田老鹵中進(jìn)行碳化；
(3)化堿:將步驟(2)所得粗堿送入溶解槽，加入水或步驟(4)中的洗水溶解得到粗堿液，控制粗堿液中Na2CO3質(zhì)量濃度為32%，溶解溫度為35°C，物料在溶解槽內(nèi)停留30min ；
(4)粗堿液精制:將步驟(3)所得粗堿液送入間斷運(yùn)行沉降槽澄清，停留時(shí)間8h;泥渣從沉降設(shè)備排出后，用水洗滌、過濾，過濾后廢渣排掉，洗水送入步驟(3)化堿；沉降設(shè)備溢流液經(jīng)精密過濾設(shè)備將殘存的小顆粒及部分有機(jī)物除去，再經(jīng)活性炭脫除有機(jī)物后得到精堿液；
(5)一水堿蒸發(fā)結(jié)晶與分離:將步驟(4)所得精堿液采用機(jī)械熱壓縮技術(shù)蒸發(fā)結(jié)晶，蒸發(fā)溫度控制為95°C，并控制溶液中NaCl質(zhì)量濃度小于5%，再將一水堿料漿經(jīng)增稠設(shè)備增稠至固含量為45wt%，再離心機(jī)分離，得到一水堿；
(6)一水堿脫水干燥:將經(jīng)步驟(5)分離得到的一水堿送入以蒸汽為熱源的流化床干燥器中干燥，干燥溫度為130°C，控制含水率< 0.5wt%，得到重質(zhì)純堿，粒度多180μηι為76wt%,白度為80%，產(chǎn)品純度(干基Na2CO3S 99.7wt%)高于GB/T210.1-2004 I類標(biāo)準(zhǔn)。
[0014]實(shí)施例2
本實(shí)施例包括以下步驟:
(1)含堿天然湖水鹽田攤曬:將含堿天然湖水在鹽田中通過太陽(yáng)能蒸發(fā)、結(jié)晶，以氯化鈉飽和點(diǎn)為蒸發(fā)結(jié)晶終點(diǎn)，過濾，結(jié)晶物主要成分為倍半堿的混合物即天然堿；對(duì)濾液(即鹽田老鹵)通入步驟(2 )中的煅燒尾氣(若剛開始時(shí)沒有煅燒尾氣，則將濾液暫時(shí)儲(chǔ)存，待產(chǎn)生了煅燒尾氣后再處理)，對(duì)其中的碳酸鈉進(jìn)行碳化后，過濾得到濾餅(主要成分為碳酸氫鈉)為重堿(NaHCO3),經(jīng)過煅燒即為輕質(zhì)純堿產(chǎn)品，過濾的母液再進(jìn)行鹽田蒸發(fā)得到含少量芒硝的粗鹽(主要成分為氯化鈉)，粗鹽加水洗滌得到工業(yè)鹽；
(2)天然堿煅燒:將步驟(I)所得天然堿采用回轉(zhuǎn)式煅燒爐，以蒸汽為熱源進(jìn)行加熱煅燒，爐溫為180°C，煅燒時(shí)間為45min，使得天然堿徹底分解得到碳酸鈉即粗堿；煅燒尾氣通入步驟(I)中的鹽田老鹵中進(jìn)行碳化；
(3)化堿:將步驟(2)所得粗堿送入溶解槽，加入水或步驟(4)中的洗水溶解得到粗堿液，控制粗堿液中Na2CO3質(zhì)量濃度為30%，溶解溫度為40°C，物料在溶解槽內(nèi)停留30min ；
(4)粗堿液精制:將步驟(3)所得粗堿液送入連續(xù)運(yùn)行的濃密機(jī)中澄清；泥渣從沉降設(shè)備排出后，用水洗滌，過濾，廢渣排掉，洗水去步驟(3)化堿；沉降設(shè)備溢流液經(jīng)精密過濾設(shè)備將殘存的小顆粒及部分有機(jī)物除去，再經(jīng)活性炭脫除有機(jī)物后得到精堿液；
(5)一水堿蒸發(fā)結(jié)晶與分離:將步驟(4)所得精堿液采用多效真空蒸發(fā)技術(shù)蒸發(fā)，溫度控制為100°C，并控制溶液中NaCl濃度小于5%，再將一水堿料漿經(jīng)增稠設(shè)備增稠至固含量為50wt%，再離心機(jī)分離，得到一水堿；
(6)一水堿脫水干燥:將經(jīng)步驟(5)分離得到的一水堿送入以電為熱源的回轉(zhuǎn)窯中干燥，干燥溫度為140°C，控制含水率< 0.5wt%，得到重質(zhì)純堿，粒度多180 μπι為79wt%，白度為80%，產(chǎn)品純度(干基Na2CO3S 99.8wt%)高于GB/T210.1-2004 I類標(biāo)準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種以含堿天然湖水生產(chǎn)重質(zhì)純堿的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)含堿天然湖水鹽田攤曬:將含堿天然湖水在鹽田中通過太陽(yáng)能蒸發(fā)、結(jié)晶，以氯化鈉飽和點(diǎn)為蒸發(fā)結(jié)晶終點(diǎn)，過濾，結(jié)晶物主要成分為倍半堿的混合物即天然堿；對(duì)濾液即鹽田老鹵通入步驟(2 )中的煅燒尾氣，對(duì)其中的碳酸鈉進(jìn)行碳化后，過濾得到濾餅為重堿，經(jīng)過煅燒即為輕質(zhì)純堿產(chǎn)品，過濾的母液再進(jìn)行鹽田蒸發(fā)得到含少量芒硝的粗鹽，粗鹽加水洗滌得到工業(yè)鹽； (2)天然堿煅燒:將步驟(1)所得天然堿煅燒，煅燒溫度為180~200°C，煅燒時(shí)間為30~45min，使得天然堿徹底分解得到碳酸鈉，即粗堿；煅燒尾氣通入步驟(1)中的鹽田老鹵中進(jìn)行碳化； (3)化堿:將步驟(2)所得粗堿送入溶解槽，加入水或步驟(4)中的洗水溶解得到粗堿液，控制粗堿液中Na2C03質(zhì)量濃度為28~33%，溶解溫度為35~45°C，物料在溶解槽內(nèi)停留25 — 35min ； (4)粗堿液精制:將步驟(3)所得粗堿液送入間斷運(yùn)行沉降槽中停留4~8h或者連續(xù)運(yùn)行的濃密機(jī)中澄清；泥渣從沉降設(shè)備排出后，用水洗滌、過濾，得廢渣堆存，洗水送入步驟(3)化堿；沉降設(shè)備溢流液經(jīng)精密過濾設(shè)備將殘存的小顆粒及部分有機(jī)物除去，再經(jīng)活性炭脫除有機(jī)物后得到精堿液； (5)一水堿蒸發(fā)結(jié)晶與分離:將步驟(4)所得精堿液蒸發(fā)，蒸發(fā)溫度控制為90~105°C，并控制溶液中NaCl質(zhì)量濃度小于5%，再將一水堿料漿經(jīng)增稠設(shè)備增稠至固含量為35~55wt%，尚心機(jī)分尚，得到一水喊； (6)一水堿脫水干燥:將經(jīng)步驟(5)分離得到的一水堿干燥，干燥溫度為125~150°C，控制含水率< 0.5wt%，得到重質(zhì)純堿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以含堿天然湖水生產(chǎn)重質(zhì)純堿的方法，其特征在于，步驟(2)中，燒燒時(shí)采用回轉(zhuǎn)式煅燒爐，以重油、蒸汽或電為熱源進(jìn)行加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的以含堿天然湖水生產(chǎn)重質(zhì)純堿的方法，其特征在于，步驟(5)中，一水堿蒸發(fā)結(jié)晶選用機(jī)械熱壓縮技術(shù)或多效真空蒸發(fā)技術(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的以含堿天然湖水生產(chǎn)重質(zhì)純堿的方法，其特征在于，步驟(6)中，一水堿脫水干燥選用以蒸汽為熱源的流化床干燥器或用蒸汽或電為熱源的回轉(zhuǎn)窯。
【文檔編號(hào)】C01D7/00GK104445285SQ201410740664
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月9日
【發(fā)明者】陳偉來, 楊能紅, 陳軍, 丁楊, 張迎杰 申請(qǐng)人:化工部長(zhǎng)沙設(shè)計(jì)研究院