纯碱的工业制取
工业制取纯碱采用以下方法:
纯碱主要的生产工艺分为三种:天然碱法、氨碱法、联碱法。三种制碱工艺中,氨碱法对环境污染较大,且消耗大量的自然资源,原盐的利用率较低,生产的副产品氯化钙用途较小,大部分作为废渣处理;联碱法较氨碱法污染较小,原盐利用率较高,且与合成氨工业相互匹配,且副产品氯化铵可以用作生产复合肥的原料,在我国大规模生产有很好的适用性;天然碱法不仅对环境污染较小,且相比较成本低30-40%。下面介绍一下这三种制碱工艺的工艺流程。
天然碱法
天然碱加工法采用大自然碱矿物为原料来制取纯碱。天然碱的加工方法主要有鹵水碳化法、一水碳酸钠法、倍半碳酸钠法。
卤水碳化法是用天然碱湖水的卤水为原料。通过碳酸化过程,先把卤水中碳酸钠和其他钠盐转化成碳酸氧钠,再把碳酸氢钠从溶液中结晶出来,再过滤、煅烧得到纯碱。
一水碳酸钠法用天然碱为原料。先粉碎再煅烧,碳酸氧钠分解之后再进行溶解、精制,得到一水碳酸钠结晶体,再经锻烧得到重质纯碱。
倍半碳酸钠法是以天然碱矿中最常见的组分倍半碳酸钠为主要原料。先将天然倍半碱矿粉碎,再加水溶解,去掉泥沙后再用活性炭脱去溶液中有机物杂质,再过滤、蒸发、结晶、煅烧可得纯碱产品。
纯碱的工业制取
以食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气为原料来制取纯碱。
先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水,再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液。
其化学反应原理是:NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl 将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体,再加热煅烧制得纯碱产品。