浅谈生产制造低盐重质纯碱的方法

李山岭 吴巴特尔 李守刚

摘   要：纯碱产品是一种非常重要的工业原料，被广泛地运用在各个行业和领域中。目前，国内生产加工低盐重质纯碱的工艺已基本成熟，而且具有各自的特点。本文首先分概述了低盐重质纯碱的相关性能和用途，然后总结了当前国内生产制造低盐重质纯碱的相关方法，以期能够为纯碱生产企业提供有益的参考和借鉴。

关键词：低盐重质  纯碱  生产制造  方法

中圖分类号：TQ114.16                             文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）10（a）-0075-02

如今，生产制造重质纯碱的相关工艺技术越来越成熟，但生产加工低盐重质纯碱的工艺依旧处在探索阶段。为了更 好地分析和把握低盐重质纯碱的生产制造，应该深入地研究和分析低盐重质纯碱的相关理论以及工艺流程，并以此来促进低盐重质纯碱生产方法的不断创新与应用。

1  低盐重质纯碱概述

低盐重质纯碱是非常关键的一种化工原料。发达国家对这种产品的需求量达到了纯碱产品总需求量的八成。它的结晶颗粒比较大，只含有较低数量的氯化物等，主要用来生产和制造高档镜片、玻璃、显像管玻壳。如今纯碱工业将产品的重质化、低盐化，当作主要的发展方向，研发前景非常可观。它的主要性能主要体现在以下三个方面：第一，低盐重质纯碱可以预防玻璃窑炉中耐火材料的腐蚀作用，延伸其使用寿命;第二，低盐重质纯碱可以提升换热器的工作效率，削减燃料消耗，使得废气污染在一定范围内降低;第三，低盐重质纯碱可以增强玻璃窑炉内物料的自由流动以及熔化，提高玻璃制品的透明度以及强度。

随着国内外对高档玻璃需求量的增加，低盐重质纯碱的市场需求量也日益扩大，主要市场空间聚焦于发展中国家，今后年均增速会超过8%。俄罗斯、印度、中国等多个国家，生产低盐重质纯碱的产量增速较高。它们的产品在欧洲、亚洲会出现日益激烈的竞争，高性价比的低盐重质纯碱产品具有更大优势。国内生产低盐重质纯碱的企业逐步从中部地区转移向西部地区布局，区域市场需求的变化会愈加显著。该项目产品无需昂贵的原料成本、耗能成本比较少、产品质量好，在今后的市场竞争中拥有显著优势。

2  当前国内低盐重质纯碱生产的主要方法

2.1 利用液相水合法制造低盐重质纯碱

昆仑碱业股份有限公司为了更好地满足国内外光学仪器、浮法玻璃显象管等制造商以及冶金工业企业的需求，生产制造更高质量的纯碱产品，从天津碱厂引进了液相水合法重灰工艺以及制碱专用的相关结晶器。该公司采取这项技术设备后，生产出的低盐重质纯碱产品指标值中，筛余物、粒度、重灰盐分都符合国家标准，重灰盐份小于等于0.3%，粒度大于等于75%，筛余物小于等于2.0%。该公司从天津碱厂引进了相应的专利技术，密切联系高原地区的具体生产制造状况，优化和改进了相应的生产技术和设备装置，通过大量的实践活动，制造出了高质量的低盐重质纯碱产品。从该企业当前的生产情况来看，这个技术创新项目业已有效地解决了低盐重质纯碱产品质量波动的现象，生产装置稳定运行，节能降耗的相关目标得以实现，而且还在不断优化之中。生产出的通过检测生产出的低盐重质纯碱产品，结果都达到了下列标准：首先是堆积密度达到了1.0g/mL，高于国家标准要求的堆积密度0.85g/mL。其次是产品中盐分（氯化钠）的含量低于0.3%，符合国家标准的相关要求。从这项技术来看，它生产出了品质优良的低盐重质纯碱产品，为产品营销提供了非常可观的市场前景，能够为企业创造丰厚的利润和效益。同时，这种方法也是高原地区制造低盐分重质纯碱的一种理想技术，学术研究价值较大，经济效益颇为长远。

2.2 多技术组合生产制造低盐重质纯碱

由天津渤天化工有限公司结合企业的生产具体情况，提出了生产低盐重质纯碱的一种新型工艺。该工艺的原理主要是：首先借助卤水吸氨碳化，获得重碱，分离重碱之后得到相应的母液，以羟基氯化镁或氧化镁蒸氨，然后蒸发浓缩氯化镁溶液后，获得了固体化合物NaCl。氯化镁在分离盐后进行分解，获得了氧化镁、氯化氢或羟基氯化镁，可以循环使用后者。对分离获得的重碱实施必要的湿分解，蒸出的氨以及CO2循环到后续的碳化步骤，湿分解后获得的浆液，以液体烧碱对湿分解后留存的碳酸氢钠进行调整，获得了碳酸钠晶浆，然后进行蒸发，获得了Na2CO3·H2O结晶，再进行干燥并结晶，从而获得了低盐重质纯碱。

从工艺流程的角度来看，该企业生产低盐重质纯碱主要包括了6大步骤：

第一步，盐水精制。它能够除掉卤水精制中的杂质，雷同于现氨碱法。

第二步，卤水吸氨碳化。其操作流程类似于氨碱法或联碱法;

第三步，重碱分离。通过使用低盐碱离心机分离技术，以削减含水量以及盐分;

第四步，重碱湿分解。在重碱分解率达到75%的情况下，快速操作，无需较高能耗，整体来看不存在技术难点。湿法采取低压蒸汽，较重碱煅烧采取干法分解，通过能耗较低的燃料或高压蒸汽。湿分解调重碱的情况，从分离Na2CO3·H2O后获得的母液，或小苏打分离后获得的母液返回。

第五步，调和湿分解液。可以借助隔膜液碱，对湿分解留下的碳酸氢钠进行调整，成为碳酸钠。这事实上是采取烧碱碳化法来生产纯碱。烧碱碳化法不但可以将二氧化碳当作碳化剂，而且可以运用碳酸氢钠。重碱在配置了搅拌的混合结晶器中，和氢氧化钠液体发生了反应。以下是它的化学反应：NaHCO3+Na0H=Na2CO3+H2O。假如结晶器内Na0H小于1%，NaHCO3低于2%，在35℃以下对母液进行分类，能够获得质量较高的一水碱，一水碱洗涤、脱水、然后通过煅烧后，可以得到低盐重质纯碱，它的NaCl含量达到了0.1%。利用二氧化碳，对分离一水碱后的母液进行碳化，可以从中析出NaHCO3，可以用来生产小苏打产品，或是再次送入混合结晶器中，将其作为烧碱碳化剂，予以使用，分离NaHCO3后获得的母液，可以利用二氧化碳对其进行碳化，一些返到来制作重碱湿分解液。

第六步，一水法。采取一水法，通过必要的干燥、蒸发、结晶工艺，生产出高质量的低盐重质纯碱产品。

2.3 利用固相水合法生产低盐重质纯碱

目前国内大部分纯碱生产企业主要采取固相水合法，來制造低盐重质纯碱。该方法有两种工艺路线可以选择：第一种技术路线主要是削减纯碱盐份，以低盐纯碱制造低盐重质纯碱;第二种技术路线主要是削减一水碱中的盐份，以获得低盐重质纯碱。这两种工艺路线的共同之处在于在生产加工的过程中都使用了离心机。虽然这两种方法均采取离心机来削减盐份，然而在实际运行中的具体要求和终极结果不完全相同：第一种技术路线中的重碱滤液没有结疤现象，但是在第二种技术路线中，当一水碱中的水份接近饱和，或处于饱和状态，在分离中可能会结疤，在一定程度上影响管理和生产。但是，采用第一种技术路线往往需要更多的能耗。由此可见，这两种方法各有利弊，国内生产企业往往会结合产量以及目标质量等实际情况，来进行技术路线的选择。

2.4 天然碱生产低盐重质纯碱

目前全世界发现天然碱矿的仅有美国、中国、土耳其、肯尼亚等少数几个国家，其中以美国的绿河天然碱矿最有名。我国天然碱资源比较丰富，在亚洲产区占有重要位置，而且分布相对集中，主要位于河南桐柏、西藏及内蒙古盐碱带。天然碱加工技术，主要指天然碱液制备技术，纯碱、烧碱、小苏打、芒硝碱和泡花碱等几种主要产品的加工工艺技术。当代中国的天然碱加工技术，经过长期的经验积累和移植吸收相关先进技术，提高到了一个崭新的水平。彻底淘汰了原始落后的加工工艺，初步形成了日臻完善的具有特色的现代化加工工艺技术体系，生产出了达到国家标准、甚至达到国际先进标准的产品，为满足国民经济有关行业和人民群众日益增长的物质文化生活需求做出了积极贡献。河南中源化学股份有限公司共有天然碱制纯碱装置三套，其中二期装置利用得天独厚的天然碱资源，使用湿分解一步法生产工艺，将液相中的碳酸氢钠转化为碳酸钠，再经蒸发结晶和一水碳酸钠的脱结晶水，得到重质纯碱产品。物料与蒸汽流向采用错流流程，以两级湿分解塔来调整清卤中NaHCO3的含量，使溶液中的NaHCO3分解率达到80%左右。清卤中的含盐影响着成品重质纯碱含盐，如果母液中的含盐量较高，可通过母液外排至苏打装置生产苏打产品或者通过螺旋刮刀卸料离心机洗盐，使重质纯碱含盐可达到0.3%以下。

3  结语

综上所述，生产加工低盐重质纯碱的相关工艺已经逐步运用在生产实践中，而且具有各自的特点。为了更好地提升低盐重质纯碱的产品质量，应该深入地完善和改造相应的设备、工艺和技术，强化操作控制，稳步延伸装置设备的运行周期，提升其产品质量和生产能力，提升企业的经济效益和社会效益。

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