天然碱法的生产工艺
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从天然碱加工制纯碱的工艺来看 , 国内外主要 采用的方法有蒸发法 、 碳酸化法两种 , 其中的蒸发法 还可以依据原料组成不同 , 进一步细分为倍半碱工 艺和一水碱工艺 。 以晶碱石 (na 2go 3·na hco 3·2h 2o) 为主的天然碱采用倍半碱工艺 , 在蒸发前若 使 na hco 3分解 , 例如通过干法分解 (煅烧 ) 、 湿分解 或溶采时注入 nao h 中和 , 蒸发中析出 na 2go 3·h 2o; 采用一水碱 工艺生产重质纯 碱 , 或采用 边蒸 发 、 边湿分解的一步法生产重质纯碱 。 碳酸化法适用 于碱 、 硝 、 盐共生的泡型天然碱湖水或固体矿 。 从目前来看 , 世界上纯碱生产方法主要有氨碱 法 、 联碱法和天然碱法三种 , 其中合成法占 68%, 天 然碱占 32%。 同时 , 中国是世界上同时拥有上述 三种生产方法的国家 。
海水淡化浓缩海水成为纯碱生产新的原料
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“十二五”期间,我国大力推进海水淡化产业发 展,国内一大批海水淡化项目投产,作为海水淡化副 产物浓缩海水,海化纯碱碳酸钠99.2含量,直接排海受到国家环保政策限制,但 浓缩海水本身又是盐场增产原盐,纯碱等盐化工企业 生产的优良原料,天津北疆电厂 20×104 t/d海水淡化项 目副产浓缩海水用于周边汉沽盐场制盐生产 [6],同时增 产原盐用于纯碱等盐化工企业生产;河北曹妃甸阿科凌 5×104 t/d海水淡化项目,同区内唐山三友化工股份有限 公司合作, 将海水淡化副产浓缩盐水直接用于纯碱化盐 生产 [7],在降低纯碱生产原盐、淡水消耗的同时取得了 良好的经济效益。
目前国内曹妃甸 100×104 t /d 海水淡化项目 [8]在酝 酿当中, 未来如果项目实施将给区域内的原盐、 纯碱等 企业带来巨大利好。
联碱母液净化现状
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氨碱法制纯碱工艺有专门的盐水精制工序,食品级轻质海化纯碱碳酸钠,将原盐带入的钙、镁和其它沉淀分离除去,制得镁含量小于6mg/l、钙含量小于20mg/l的精盐水,再吸氨后制碱。联碱法则不同,原盐带入的钙、镁和其它杂质进入系统,生成的钙、镁沉淀存留于系统中,经母液换热、吸氨,然后澄清通过aⅱ泥排出系统,在吸氨前的母液中含有大量悬浮的钙、镁、泥沙等杂质易在母换器和管道上粘附、结垢,不得不定期对这些设备进行清理而影响生产;母换器也只能选用传热效率低的列管换热器,结垢及稀泥的堵塞也对的澄清设备的使用带来问题。目前联碱生产均采用这种净化流程。
由于联碱生产用的原盐没有精制,同时受母液平衡的影响也不可能进行精制。原盐进入系统后,在氯化铵盐析反应的同时钙、镁与碳酸根反应生成碳酸盐沉淀。由于母液中钙、镁的饱和度,随温度升高而升高,玻璃印染纺织用海化纯碱,有文章介绍,临沂海化纯碱,31℃时母液中ca2 、mg2 的饱和度是19℃的3-4倍,因此在低温(16℃左右)生成的钙、镁沉淀应在低溶解度的母液ⅱ中除去,而不应随氨母液ⅱ制备流程的走向、在母液依次升温的过程中被部分溶解、沉淀颗粒尺寸变小后才去澄清。这是联碱生产中现行母液精制工艺流程不合理的地方之一。
另外联碱母液净化只是*澄清,生产能力的强化,澄清面积普遍偏小,生产的波动,澄清后氨母液ⅱ浊度波动、不稳定,加上对氨ⅱ澄清的不重视等因素是目前影响联碱纯碱产品中钙、镁杂质含量高的原因,因此改进联碱母液净化流程和精制方法是联碱当前提高纯碱产品质量的主要途径。
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