淺談生產(chǎn)制造低鹽重質(zhì)純堿的方法

李山嶺 吳巴特爾 李守剛

摘? ?要：純堿產(chǎn)品是一種非常重要的工業(yè)原料，被廣泛地運(yùn)用在各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域中。目前，國內(nèi)生產(chǎn)加工低鹽重質(zhì)純堿的工藝已基本成熟，而且具有各自的特點(diǎn)。本文首先分概述了低鹽重質(zhì)純堿的相關(guān)性能和用途，然后總結(jié)了當(dāng)前國內(nèi)生產(chǎn)制造低鹽重質(zhì)純堿的相關(guān)方法，以期能夠?yàn)榧儔A生產(chǎn)企業(yè)提供有益的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：低鹽重質(zhì)? 純堿? 生產(chǎn)制造? 方法

中圖分類號：TQ114.16? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）10（a）-0075-02

如今，生產(chǎn)制造重質(zhì)純堿的相關(guān)工藝技術(shù)越來越成熟，但生產(chǎn)加工低鹽重質(zhì)純堿的工藝依舊處在探索階段。為了更 好地分析和把握低鹽重質(zhì)純堿的生產(chǎn)制造，應(yīng)該深入地研究和分析低鹽重質(zhì)純堿的相關(guān)理論以及工藝流程，并以此來促進(jìn)低鹽重質(zhì)純堿生產(chǎn)方法的不斷創(chuàng)新與應(yīng)用。

1? 低鹽重質(zhì)純堿概述

低鹽重質(zhì)純堿是非常關(guān)鍵的一種化工原料。發(fā)達(dá)國家對這種產(chǎn)品的需求量達(dá)到了純堿產(chǎn)品總需求量的八成。它的結(jié)晶顆粒比較大，只含有較低數(shù)量的氯化物等，主要用來生產(chǎn)和制造高檔鏡片、玻璃、顯像管玻殼。如今純堿工業(yè)將產(chǎn)品的重質(zhì)化、低鹽化，當(dāng)作主要的發(fā)展方向，研發(fā)前景非?？捎^。它的主要性能主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：第一，低鹽重質(zhì)純堿可以預(yù)防玻璃窯爐中耐火材料的腐蝕作用，延伸其使用壽命;第二，低鹽重質(zhì)純堿可以提升換熱器的工作效率，削減燃料消耗，使得廢氣污染在一定范圍內(nèi)降低;第三，低鹽重質(zhì)純堿可以增強(qiáng)玻璃窯爐內(nèi)物料的自由流動以及熔化，提高玻璃制品的透明度以及強(qiáng)度。

隨著國內(nèi)外對高檔玻璃需求量的增加，低鹽重質(zhì)純堿的市場需求量也日益擴(kuò)大，主要市場空間聚焦于發(fā)展中國家，今后年均增速會超過8%。俄羅斯、印度、中國等多個(gè)國家，生產(chǎn)低鹽重質(zhì)純堿的產(chǎn)量增速較高。它們的產(chǎn)品在歐洲、亞洲會出現(xiàn)日益激烈的競爭，高性價(jià)比的低鹽重質(zhì)純堿產(chǎn)品具有更大優(yōu)勢。國內(nèi)生產(chǎn)低鹽重質(zhì)純堿的企業(yè)逐步從中部地區(qū)轉(zhuǎn)移向西部地區(qū)布局，區(qū)域市場需求的變化會愈加顯著。該項(xiàng)目產(chǎn)品無需昂貴的原料成本、耗能成本比較少、產(chǎn)品質(zhì)量好，在今后的市場競爭中擁有顯著優(yōu)勢。

2? 當(dāng)前國內(nèi)低鹽重質(zhì)純堿生產(chǎn)的主要方法

2.1 利用液相水合法制造低鹽重質(zhì)純堿

昆侖堿業(yè)股份有限公司為了更好地滿足國內(nèi)外光學(xué)儀器、浮法玻璃顯象管等制造商以及冶金工業(yè)企業(yè)的需求，生產(chǎn)制造更高質(zhì)量的純堿產(chǎn)品，從天津堿廠引進(jìn)了液相水合法重灰工藝以及制堿專用的相關(guān)結(jié)晶器。該公司采取這項(xiàng)技術(shù)設(shè)備后，生產(chǎn)出的低鹽重質(zhì)純堿產(chǎn)品指標(biāo)值中，篩余物、粒度、重灰鹽分都符合國家標(biāo)準(zhǔn)，重灰鹽份小于等于0.3%，粒度大于等于75%，篩余物小于等于2.0%。該公司從天津堿廠引進(jìn)了相應(yīng)的專利技術(shù)，密切聯(lián)系高原地區(qū)的具體生產(chǎn)制造狀況，優(yōu)化和改進(jìn)了相應(yīng)的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備裝置，通過大量的實(shí)踐活動，制造出了高質(zhì)量的低鹽重質(zhì)純堿產(chǎn)品。從該企業(yè)當(dāng)前的生產(chǎn)情況來看，這個(gè)技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目業(yè)已有效地解決了低鹽重質(zhì)純堿產(chǎn)品質(zhì)量波動的現(xiàn)象，生產(chǎn)裝置穩(wěn)定運(yùn)行，節(jié)能降耗的相關(guān)目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，而且還在不斷優(yōu)化之中。生產(chǎn)出的通過檢測生產(chǎn)出的低鹽重質(zhì)純堿產(chǎn)品，結(jié)果都達(dá)到了下列標(biāo)準(zhǔn)：首先是堆積密度達(dá)到了1.0g/mL，高于國家標(biāo)準(zhǔn)要求的堆積密度0.85g/mL。其次是產(chǎn)品中鹽分（氯化鈉）的含量低于0.3%，符合國家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求。從這項(xiàng)技術(shù)來看，它生產(chǎn)出了品質(zhì)優(yōu)良的低鹽重質(zhì)純堿產(chǎn)品，為產(chǎn)品營銷提供了非?？捎^的市場前景，能夠?yàn)槠髽I(yè)創(chuàng)造豐厚的利潤和效益。同時(shí)，這種方法也是高原地區(qū)制造低鹽分重質(zhì)純堿的一種理想技術(shù)，學(xué)術(shù)研究價(jià)值較大，經(jīng)濟(jì)效益頗為長遠(yuǎn)。

2.2 多技術(shù)組合生產(chǎn)制造低鹽重質(zhì)純堿

由天津渤天化工有限公司結(jié)合企業(yè)的生產(chǎn)具體情況，提出了生產(chǎn)低鹽重質(zhì)純堿的一種新型工藝。該工藝的原理主要是：首先借助鹵水吸氨碳化，獲得重堿，分離重堿之后得到相應(yīng)的母液，以羥基氯化鎂或氧化鎂蒸氨，然后蒸發(fā)濃縮氯化鎂溶液后，獲得了固體化合物NaCl。氯化鎂在分離鹽后進(jìn)行分解，獲得了氧化鎂、氯化氫或羥基氯化鎂，可以循環(huán)使用后者。對分離獲得的重堿實(shí)施必要的濕分解，蒸出的氨以及CO2循環(huán)到后續(xù)的碳化步驟，濕分解后獲得的漿液，以液體燒堿對濕分解后留存的碳酸氫鈉進(jìn)行調(diào)整，獲得了碳酸鈉晶漿，然后進(jìn)行蒸發(fā)，獲得了Na2CO3·H2O結(jié)晶，再進(jìn)行干燥并結(jié)晶，從而獲得了低鹽重質(zhì)純堿。

從工藝流程的角度來看，該企業(yè)生產(chǎn)低鹽重質(zhì)純堿主要包括了6大步驟：

第一步，鹽水精制。它能夠除掉鹵水精制中的雜質(zhì)，雷同于現(xiàn)氨堿法。

第二步，鹵水吸氨碳化。其操作流程類似于氨堿法或聯(lián)堿法;

第三步，重堿分離。通過使用低鹽堿離心機(jī)分離技術(shù)，以削減含水量以及鹽分;

第四步，重堿濕分解。在重堿分解率達(dá)到75%的情況下，快速操作，無需較高能耗，整體來看不存在技術(shù)難點(diǎn)。濕法采取低壓蒸汽，較重堿煅燒采取干法分解，通過能耗較低的燃料或高壓蒸汽。濕分解調(diào)重堿的情況，從分離Na2CO3·H2O后獲得的母液，或小蘇打分離后獲得的母液返回。

第五步，調(diào)和濕分解液?？梢越柚裟ひ簤A，對濕分解留下的碳酸氫鈉進(jìn)行調(diào)整，成為碳酸鈉。這事實(shí)上是采取燒堿碳化法來生產(chǎn)純堿。燒堿碳化法不但可以將二氧化碳當(dāng)作碳化劑，而且可以運(yùn)用碳酸氫鈉。重堿在配置了攪拌的混合結(jié)晶器中，和氫氧化鈉液體發(fā)生了反應(yīng)。以下是它的化學(xué)反應(yīng)：NaHCO3+Na0H=Na2CO3+H2O。假如結(jié)晶器內(nèi)Na0H小于1%，NaHCO3低于2%，在35℃以下對母液進(jìn)行分類，能夠獲得質(zhì)量較高的一水堿，一水堿洗滌、脫水、然后通過煅燒后，可以得到低鹽重質(zhì)純堿，它的NaCl含量達(dá)到了0.1%。利用二氧化碳，對分離一水堿后的母液進(jìn)行碳化，可以從中析出NaHCO3，可以用來生產(chǎn)小蘇打產(chǎn)品，或是再次送入混合結(jié)晶器中，將其作為燒堿碳化劑，予以使用，分離NaHCO3后獲得的母液，可以利用二氧化碳對其進(jìn)行碳化，一些返到來制作重堿濕分解液。

第六步，一水法。采取一水法，通過必要的干燥、蒸發(fā)、結(jié)晶工藝，生產(chǎn)出高質(zhì)量的低鹽重質(zhì)純堿產(chǎn)品。

2.3 利用固相水合法生產(chǎn)低鹽重質(zhì)純堿

目前國內(nèi)大部分純堿生產(chǎn)企業(yè)主要采取固相水合法，來制造低鹽重質(zhì)純堿。該方法有兩種工藝路線可以選擇：第一種技術(shù)路線主要是削減純堿鹽份，以低鹽純堿制造低鹽重質(zhì)純堿;第二種技術(shù)路線主要是削減一水堿中的鹽份，以獲得低鹽重質(zhì)純堿。這兩種工藝路線的共同之處在于在生產(chǎn)加工的過程中都使用了離心機(jī)。雖然這兩種方法均采取離心機(jī)來削減鹽份，然而在實(shí)際運(yùn)行中的具體要求和終極結(jié)果不完全相同：第一種技術(shù)路線中的重堿濾液沒有結(jié)疤現(xiàn)象，但是在第二種技術(shù)路線中，當(dāng)一水堿中的水份接近飽和，或處于飽和狀態(tài)，在分離中可能會結(jié)疤，在一定程度上影響管理和生產(chǎn)。但是，采用第一種技術(shù)路線往往需要更多的能耗。由此可見，這兩種方法各有利弊，國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)往往會結(jié)合產(chǎn)量以及目標(biāo)質(zhì)量等實(shí)際情況，來進(jìn)行技術(shù)路線的選擇。

2.4 天然堿生產(chǎn)低鹽重質(zhì)純堿

目前全世界發(fā)現(xiàn)天然堿礦的僅有美國、中國、土耳其、肯尼亞等少數(shù)幾個(gè)國家，其中以美國的綠河天然堿礦最有名。我國天然堿資源比較豐富，在亞洲產(chǎn)區(qū)占有重要位置，而且分布相對集中，主要位于河南桐柏、西藏及內(nèi)蒙古鹽堿帶。天然堿加工技術(shù)，主要指天然堿液制備技術(shù)，純堿、燒堿、小蘇打、芒硝堿和泡花堿等幾種主要產(chǎn)品的加工工藝技術(shù)。當(dāng)代中國的天然堿加工技術(shù)，經(jīng)過長期的經(jīng)驗(yàn)積累和移植吸收相關(guān)先進(jìn)技術(shù)，提高到了一個(gè)嶄新的水平。徹底淘汰了原始落后的加工工藝，初步形成了日臻完善的具有特色的現(xiàn)代化加工工藝技術(shù)體系，生產(chǎn)出了達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)、甚至達(dá)到國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，為滿足國民經(jīng)濟(jì)有關(guān)行業(yè)和人民群眾日益增長的物質(zhì)文化生活需求做出了積極貢獻(xiàn)。河南中源化學(xué)股份有限公司共有天然堿制純堿裝置三套，其中二期裝置利用得天獨(dú)厚的天然堿資源，使用濕分解一步法生產(chǎn)工藝，將液相中的碳酸氫鈉轉(zhuǎn)化為碳酸鈉，再經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶和一水碳酸鈉的脫結(jié)晶水，得到重質(zhì)純堿產(chǎn)品。物料與蒸汽流向采用錯(cuò)流流程，以兩級濕分解塔來調(diào)整清鹵中NaHCO3的含量，使溶液中的NaHCO3分解率達(dá)到80%左右。清鹵中的含鹽影響著成品重質(zhì)純堿含鹽，如果母液中的含鹽量較高，可通過母液外排至蘇打裝置生產(chǎn)蘇打產(chǎn)品或者通過螺旋刮刀卸料離心機(jī)洗鹽，使重質(zhì)純堿含鹽可達(dá)到0.3%以下。

3? 結(jié)語

綜上所述，生產(chǎn)加工低鹽重質(zhì)純堿的相關(guān)工藝已經(jīng)逐步運(yùn)用在生產(chǎn)實(shí)踐中，而且具有各自的特點(diǎn)。為了更好地提升低鹽重質(zhì)純堿的產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)該深入地完善和改造相應(yīng)的設(shè)備、工藝和技術(shù)，強(qiáng)化操作控制，穩(wěn)步延伸裝置設(shè)備的運(yùn)行周期，提升其產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)能力，提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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