一种重质纯碱的生产方法
阅读说明：本技术 一种重质纯碱的生产方法 (Production method of heavy soda ash ) 是由 刘宇娜 谢智勇 王松晓 唐晶晶 王建达 丁健 李满枝 于 2021-02-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种重质纯碱的生产方法：轻质纯碱和碳酸钠饱和溶液加入水合结晶器；反应后晶浆通入稠厚器调节固液比,稠厚器晶浆进入离心机分离,稠厚器上清液进入母液桶；分离用洗水洗涤,去除晶浆表面盐分及杂质,离心液进入母液桶；离心的固体经处理得到重质纯碱产品；20-50%母液蒸发至碳酸钠和氯化钠共饱点析出一水碳酸钠晶体,一水碳酸钠晶体及蒸汽冷凝液混合回用至水合结晶器,剩余氯化钠及碳酸钠共饱和溶液进入联碱系统真空制盐装置；50-80%母液进入澄清装置,加入硫化钠,去除铁杂质,澄清液进入水合结晶器继续制备重质纯碱。本发明可去除当前重质纯碱生产工艺中重质纯碱母液中氯化钠及铁杂质,减少重质纯碱母液外排,提升重质纯碱产品质量。(The invention discloses a production method of dense soda ash, which comprises the following steps: adding light soda ash and saturated sodium carbonate solution into a hydration crystallizer; after the reaction, introducing the crystal mush into a thickener to adjust the solid-liquid ratio, separating the crystal mush in the thickener by a centrifugal machine, and introducing supernatant of the thickener into a mother liquid barrel; washing with washing water to remove salt and impurities on the surface of the crystal mush, and allowing the centrifugate to enter a mother liquor barrel; treating the centrifuged solid to obtain a heavy soda ash product; evaporating 20-50% of mother liquor to a point where sodium carbonate and sodium chloride are saturated together to separate out sodium carbonate monohydrate crystals, mixing the sodium carbonate monohydrate crystals and the steam condensate for recycling to the hydrated crystallizer, and feeding the residual sodium chloride and sodium carbonate saturated solution into a vacuum salt-making device of an integrated alkali system; 50-80% of mother liquor enters a clarifying device, sodium sulfide is added to remove iron impurities, and the clarified liquor enters a hydration crystallizer to continuously prepare the heavy soda ash. The method can remove sodium chloride and iron impurities in the heavy soda mother liquor in the current heavy soda production process, reduce the discharge of the heavy soda mother liquor and improve the quality of the heavy soda product.)
技术领域
本发明涉及一种纯碱的生产方法，更具体地说，是涉及一种重质纯碱的生产方法。
背景技术
在专利CN02148849.5《一种重质纯碱的生产方法》中，使用轻质纯碱及碳酸钠饱和溶液作为主要原料，按照一定的比例在水合结晶器中水合反应5-10分钟，水合后的晶浆送入稠厚器内稠厚，稠厚的晶浆进入离心机分离，分离过程中使用洗水去除固体表面的盐分及杂质，洗涤完的固体送入重质纯碱煅烧炉，经筛分、冷却后制得重质纯碱，该方法制备的重质纯碱产品粒度均匀，不宜结疤，但是随着生产长期运行，重质纯碱母液中的氯化钠及铁等杂质会随着母液循环使用逐渐积累，为了得到合格产品，需定期排放母液。针对该问题，提出了一种去除重质纯碱母液中氯化钠及铁杂质，减少重质纯碱母液外排，提升重质纯碱产品质量的方法。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提出一种重质纯碱的生产方法，可以去除当前重质纯碱生产工艺中重质纯碱母液中氯化钠及铁杂质，减少重质纯碱母液外排，提升重质纯碱产品质量。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明重质纯碱的生产方法，包括以下过程：
(1)按照原有工艺将轻质纯碱和碳酸钠饱和溶液按照1:0.7-1:1的比例加入到水合结晶器中进行水合结晶反应5-10分钟；
(2)按照原有工艺水合结晶后的晶浆固液比为25%-35%，通入稠厚器中调节晶浆至固液比为35%-45%，稠厚器底部出口晶浆进入离心机固液分离，稠厚器上清液进入母液桶；
(3)按照原有工艺固液分离过程使用洗水进行洗涤，洗水量为180-220kg/t重质纯碱，去除晶浆表面盐分及杂质，离心液进入母液桶；离心机得到的固体经煅烧、筛分及冷却得到重质纯碱产品；
(4)母液桶中20-50%体积的重质纯碱母液使用蒸发设备进行处理，蒸发至碳酸钠和氯化钠的共饱点使一水碳酸钠晶体析出，将一水碳酸钠晶体及蒸汽冷凝液混合回用至原装置中的水合结晶器，剩余氯化钠及碳酸钠共饱和溶液进入联碱系统真空制盐装置；
(5)母液桶中50-80%体积的重质纯碱母液进入澄清装置，按照一定比例在澄清装置中加入硫化钠，去除母液中的铁杂质，得到的澄清液进入原装置中的水合结晶器继续进行重质纯碱的制备，澄清桶底部沉淀送至联碱系统盐泥处理工序。
步骤（5）中澄清装置中硫化钠与重质纯碱母液的比例为5-20mg/L重质纯碱母液。
与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
（1）本发明中新增了蒸发工艺，处理部分重质纯碱母液，母液中的氯化钠分离排出重质纯碱系统，重质纯碱母液循环使用过程中氯化钠不累计增加，可将重质纯碱产品中氯化钠含量降至0.15%以下，提升产品质量。
（2）本发明中新增了澄清工艺，减少重质纯碱母液中铁杂质的积累，可将重质纯碱产品中铁含量降至0.0018%以下，提高产品白度。
（3）本发明可以有效去除重质纯碱母液中氯化钠及铁杂质，降低离心后的晶浆表面夹带的杂质，减少离心机洗水用量。
（4）本发明可以减少重质纯碱母液外排，减少环境污染及资源浪费。
附图说明
图1是本发明的工艺原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
本发明的原理为：重质纯碱母液中主要含碳酸钠和氯化钠及少量亚铁杂质，根据碳酸钠和氯化钠的溶解度特性，通过蒸发结晶的方法对二者进行分离。将重质纯碱溶液蒸发至碳酸钠和氯化钠的共饱点，溶液中析出碳酸钠而不析出氯化钠，从而实现碳酸钠和氯化钠的分离，降低重质纯碱母液中氯化钠含量，水合结晶析出的重质纯碱表面母液夹带的氯化钠含量降低，可有效减少洗水用量及重质纯碱产品中氯化钠含量。在溶液中加入硫化钠，可同溶液中的亚铁离子反应，生成硫化亚铁沉淀从重质纯碱母液中去除，提高重质纯碱产品白度。
基于以上原理，本发明提出一种重质纯碱的生产方法，如图1所示，具体包括以下过程：
(1)按照原有工艺将轻质纯碱和碳酸钠饱和溶液（按照重量百分比0.008-0.015加入十二烷基苯磺酸钠）按照1:0.7-1:1的比例加入到水合结晶器中进行水合结晶反应5-10分钟。
(2)按照原有工艺水合结晶后的晶浆固液比为25%-35%，通入稠厚器中调节晶浆至固液比为35%-45%，稠厚器底部出口晶浆进入离心机固液分离，稠厚器上清液进入母液桶。
(3)按照原有工艺固液分离过程使用洗水进行洗涤，洗水量为180-220kg/t重质纯碱，去除晶浆表面盐分及杂质，离心液进入母液桶。离心机得到的固体经煅烧、筛分及冷却得到重质纯碱产品。
上述步骤（1）-（3）中“原有工艺”均指专利CN02148849.5《一种重质纯碱的生产方法》中的工艺。
(4)母液桶中20-50%体积的重质纯碱母液使用蒸发设备进行处理，蒸发至碳酸钠和氯化钠的共饱点使一水碳酸钠晶体析出，将一水碳酸钠晶体及蒸汽冷凝液混合回用至原装置中的水合结晶器，剩余氯化钠及碳酸钠共饱和溶液进入联碱系统真空制盐装置。
(5)母液桶中50-80%体积的重质纯碱母液进入澄清装置，按照一定比例在澄清装置中加入硫化钠，去除母液中的铁杂质，得到的澄清液进入原装置中的水合结晶器继续进行重质纯碱的制备。其中，澄清装置中硫化钠与重质纯碱母液的比例为5-20mg/L重质纯碱母液，即1L重质纯碱母液加入5-20mg硫化钠。
实施例1
将重量百分比为1：0.7的轻质纯碱和碳酸钠饱和溶液加入水合结晶器中， 在105°C的温度下进行水合反应5分钟。水合后的晶浆固液体积比为35%，水合反应后的晶浆送入稠厚器稠厚至固液体积比为45%，进入离心机脱水，使用高位槽中的洗水洗涤，洗水量为220kg/t重质纯碱洗去一水碱中的盐份和其它杂质，脱水后进入重质纯碱炉干燥，出炉后进行粒度筛分、冷却，制得低盐重质纯碱，其中稠厚器上清液及离心机洗水进入母液桶。母液桶中20%体积的重质纯碱母液使用蒸发设备进行蒸发，一水碳酸钠晶体及蒸汽冷凝液混合回用至原装置中的水合结晶器，剩余氯化钠及碳酸钠共饱和溶液进入联碱系统真空制盐装置。母液桶中80%体积的重质纯碱母液进入澄清装置，按照5mg/L重质纯碱母液加入硫化钠，上清液回水和结晶器回用。
本实施例中，制备得到重质纯碱的氯化钠含量0.09%（重灰产品指标中要求氯化钠含量为低于0.2%），铁含量为0.0018%（重灰产品指标中要求铁含量为低于0.0035%），可有效提升产品纯度及白度。
实施例2
将重量百分比为1：0.9的轻质纯碱和碳酸钠饱和溶液加入水合结晶器中， 在95°C的温度下进行水合反应8分钟。水合后的晶浆固液体积比为29%，水合反应后的晶浆送入稠厚器稠厚至固液体积比为42%，进入离心机脱水，使用高位槽中的洗水洗涤，洗水量为200kg/t重质纯碱洗去一水碱中的盐份和其它杂质，脱水后进入重质纯碱炉干燥，出炉后进行粒度筛分、冷却，制得低盐重质纯碱，其中稠厚器上清液及离心机洗水进入母液桶。母液桶中30%体积的重质纯碱母液使用蒸发设备进行蒸发，一水碳酸钠晶体及蒸汽冷凝液混合回用至原装置中的水合结晶器，剩余氯化钠及碳酸钠共饱和溶液进入联碱系统真空制盐装置。母液桶中70%体积的重质纯碱母液进入澄清装置，按照10mg/L重质纯碱母液加入硫化钠，上清液回水和结晶器回用。
本实施例中，制备得到重质纯碱的氯化钠含量为0.12%（重灰产品指标中要求氯化钠含量为低于0.2%），铁含量为0.0015%（重灰产品指标中要求铁含量为低于0.0035%），可有效提升产品纯度及白度。
实施例3
将重量百分比为1：1的轻质纯碱和碳酸钠饱和溶液加入水合结晶器中， 在100°C的温度下进行水合反应10分钟。水合后的晶浆固液体积比为25%，水合反应后的晶浆送入稠厚器稠厚至固液体积比为35%进入离心机脱水，使用高位槽中的洗水洗涤，洗水量为180kg/t重质纯碱洗去一水碱中的盐份和其它杂质，脱水后进入重质纯碱炉干燥，出炉后进行粒度筛分、冷却，制得低盐重质纯碱，其中稠厚器上清液及离心机洗水进入母液桶。母液桶中30%体积的重质纯碱母液使用蒸发设备进行蒸发，一水碳酸钠晶体及蒸汽冷凝液混合回用至原装置中的水合结晶器，剩余氯化钠及碳酸钠共饱和溶液进入联碱系统真空制盐装置。母液桶中70%体积的重质纯碱母液进入澄清装置，按照15mg/L重质纯碱母液加入硫化钠，上清液回水和结晶器回用。
本实施例中，制备得到重质纯碱的氯化钠含量为0.15%（重灰产品指标中要求氯化钠含量为低于0.2%），铁含量为0.0011%（重灰产品指标中要求铁含量为低于0.0035%），可有效提升产品纯度及白度。
实施例4
将重量百分比为1：0.8的轻质纯碱和碳酸钠饱和溶液加入水合结晶器中， 在103°C的温度下进行水合反应7分钟。水合后的晶浆固液体积比为27%，水合反应后的晶浆送入稠厚器稠厚至固液体积比为40%进入离心机脱水，使用高位槽中的洗水洗涤，洗水量为190kg/t重质纯碱洗去一水碱中的盐份和其它杂质，脱水后进入重质纯碱炉干燥，出炉后进行粒度筛分、冷却，制得低盐重质纯碱，其中稠厚器上清液及离心机洗水进入母液桶。母液桶中50%体积的重质纯碱母液使用蒸发设备进行蒸发，一水碳酸钠晶体及蒸汽冷凝液混合回用至原装置中的水合结晶器，剩余氯化钠及碳酸钠共饱和溶液进入联碱系统真空制盐装置。母液桶中50%体积的重质纯碱母液进入澄清装置，按照20mg/L重质纯碱母液加入硫化钠，上清液回水和结晶器回用。
本实施例中，制备得到重质纯碱的氯化钠含量为0.14%（重灰产品指标中要求氯化钠含量为低于0.2%），铁含量为0.0009%（重灰产品指标中要求铁含量为低于0.0035%），可有效提升产品纯度及白度。
实施例5
将重量百分比为1：0.7的轻质纯碱和碳酸钠饱和溶液加入水合结晶器中， 在98°C的温度下进行水合反应9分钟。水合后的晶浆固液体积比为32%，水合反应后的晶浆送入稠厚器稠厚至固液体积比为43%，进入离心机脱水，使用高位槽中的洗水洗涤，洗水量为210kg/t重质纯碱洗去一水碱中的盐份和其它杂质，脱水后进入重质纯碱炉干燥，出炉后进行粒度筛分、冷却，制得低盐重质纯碱，其中稠厚器上清液及离心机洗水进入母液桶。母液桶中40%体积的重质纯碱母液使用蒸发设备进行蒸发，一水碳酸钠晶体及蒸汽冷凝液混合回用至原装置中的水合结晶器，剩余氯化钠及碳酸钠共饱和溶液进入联碱系统真空制盐装置。母液桶中60%体积的重质纯碱母液进入澄清装置，按照8mg/L重质纯碱母液加入硫化钠，上清液回水和结晶器回用。
本实施例中，制备得到重质纯碱的氯化钠含量为0.08%（重灰产品指标中要求氯化钠含量为低于0.2%），铁含量为0.0012%（重灰产品指标中要求铁含量为低于0.0035%），可有效提升产品纯度及白度。
尽管上面结合附图对本发明的功能及工作过程进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
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