低鹽重質(zhì)純堿生產(chǎn)的新工藝分析

王曉波

摘要：隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，低鹽份重質(zhì)純堿在純堿市場中越來越占據(jù)主導(dǎo)地位。本文對低鹽重質(zhì)純堿的生產(chǎn)工藝進行了簡要分析，并希望在此基礎(chǔ)上探究生產(chǎn)低鹽重質(zhì)純堿的新工藝。

關(guān)鍵詞：低鹽;重質(zhì);純堿;生產(chǎn);新工藝

1 低鹽重質(zhì)純堿生定義及生產(chǎn)現(xiàn)狀

重質(zhì)純堿，也稱為重灰，是指松密度大于等于0.9g/mL的純堿。它和輕質(zhì)純堿相比，其成分均為Na2CO3，但重質(zhì)純堿具有顆粒大、密度高、不易結(jié)塊、飛揚損失少以及便于儲存運輸?shù)葍?yōu)點，因此受到廣泛的應(yīng)用。重質(zhì)純堿是基本化工原料之一，廣泛應(yīng)用于化工、冶金、紡織、食品、國防、印染、玻璃、搪瓷、醫(yī)藥、造紙等領(lǐng)域。

然而，重質(zhì)純堿中鹽份的含量是影響其質(zhì)量的最主要因素，通常把NaCl含量小于等于0.5%的重質(zhì)純堿稱為低鹽重質(zhì)純堿。低鹽重質(zhì)純堿具有可以改善產(chǎn)品質(zhì)量、減少飛揚損失、降低原料純堿的消耗等優(yōu)點，其廣泛應(yīng)用于優(yōu)質(zhì)玻璃、顯像管、光學(xué)玻璃、煉鋼等領(lǐng)域。

2 低鹽重質(zhì)純堿生產(chǎn)的新工藝

2.1 液相水合法

某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)，重灰鹽分≤0.3%，粒度≥等于75%，篩余物≤2.0%。該公司從天津堿廠引進了相應(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)化和改進了相應(yīng)的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備裝置，通過大量的實踐活動，制造出高質(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，這個技術(shù)創(chuàng)新項目業(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)定運行，節(jié)能降耗的相關(guān)目標(biāo)得以實現(xiàn)，而且還在不斷優(yōu)化之中。生產(chǎn)出的低鹽重質(zhì)純堿產(chǎn)品，其性能都達到下列標(biāo)準(zhǔn)：堆積密度達到1.0g/mL，高于國家標(biāo)準(zhǔn)要求的堆積密度0.85g/mL;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，能夠為企業(yè)創(chuàng)造豐厚的利潤。同時，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)研究價值較大，經(jīng)濟效益頗為長遠。

2.2 鹵水聯(lián)合法

該工藝最早由天津渤天化工有限公司提出。其工藝的原理主要是：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，獲得固體化合物NaCl。氯化鎂在分離鹽后進行分解，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行調(diào)整，獲得了碳酸鈉晶漿，然后進行蒸發(fā)，獲得了Na2CO3·H2O結(jié)晶，再進行干燥并結(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)純堿主要包括六大步驟。

2.2.1 鹽水精制，它能夠除掉鹵水精制中的雜質(zhì)，與氨堿法相似。

2.2.2 鹵水吸氨碳化，其操作流程類似于氨堿法或聯(lián)堿法。

2.2.3 重堿分離，使用低鹽堿離心機分離技術(shù)，以削減含水量和鹽分。

2.2.4 重堿濕分解，在重堿分解率達到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。濕法采取低壓蒸汽，與重堿煅燒的干法分解運用燃料或高壓蒸汽相比，能耗較低。

2.2.5 調(diào)和濕分解液。人們可以借助隔膜液堿，對濕分解留下的碳酸氫鈉進行調(diào)整，使其成為碳酸鈉。事實上，這相當(dāng)于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，而且可以運用碳酸氫鈉。重堿在帶攪拌的混合結(jié)晶器中和氫氧化鈉液體發(fā)生反應(yīng)。具體反應(yīng)為：NaHCO3++NaOH=Na2 CO3+H2O（1）

假如結(jié)晶器內(nèi)的NaOH含量小于1%，NaHCO3含量低于2%，在35℃以下對母液進行分類，人們能夠獲得質(zhì)量較高的一水堿，一水堿洗滌、脫水和煅燒后，可以得到低鹽重質(zhì)純堿，其NaCl含量達到0.1%。利用二氧化碳，對分離一水堿后的母液進行碳化，其間可以析出NaHCO3，人們可以用其生產(chǎn)小蘇打產(chǎn)品，或是將其再次送入混合結(jié)晶器中用作燒堿碳化劑。關(guān)于分離NaHCO3后獲得的母液，人們可以利用二氧化碳對其進行碳化，或者用其制作重堿濕分解液。

2.2.6 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 離心分離法

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：一是削減純堿鹽分，以低鹽純堿制造低鹽重質(zhì)純堿;二是削減一水堿中的鹽分，以獲得低鹽重質(zhì)純堿。二者的共同之處在于生產(chǎn)加工期間都使用離心機來削減鹽分，但是實際運行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)一水堿中的水分接近飽和或處于飽和狀態(tài)時，分離期間可能會結(jié)疤，進而影響管理和生產(chǎn)。同時，與第二種技術(shù)路線相比，第一種技術(shù)路線往往需要更消耗多的能源。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)量和目標(biāo)質(zhì)量等實際情況來選擇技術(shù)路線。

2.4 天然堿純化法

當(dāng)前，全球范圍內(nèi)天然堿礦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，而且集中位于河南桐柏、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)以及純堿、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。經(jīng)過長期的經(jīng)驗積累和移植吸收相關(guān)先進技術(shù)，當(dāng)代中國的天然堿加工技術(shù)已經(jīng)提高到一個嶄新的水平，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)代加工技術(shù)體系，可以生產(chǎn)出達到國家標(biāo)準(zhǔn)甚至國際先進標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，為滿足國民經(jīng)濟發(fā)展需要和人民群眾日益增長的物質(zhì)文化需求做出了積極貢獻。

某公司共有天然堿制純堿裝置3套，其中二期裝置利用得天獨厚的天然堿資源，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流工藝，以兩級濕分解塔來調(diào)整清鹵中NaHCO3的含量，使溶液中的NaHCO3分解率達到80%左右。清鹵中的含鹽影響成品重質(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洗鹽，使重質(zhì)純堿含鹽量低于0.3%。

結(jié)束語

綜上，眾所周知在純堿生產(chǎn)過程中聯(lián)堿法雖然比氨堿法具有鹽利用率高、能耗低、不排放大量蒸氨廢液的優(yōu)點，但聯(lián)堿法必須用較純的固體鹽，更主要的是氨在生產(chǎn)過程中的角色有差別，在氨堿法純堿生產(chǎn)中氨是循環(huán)使用的，相當(dāng)于催化劑的作用，低鹽重質(zhì)純堿的生產(chǎn)工藝也在不斷的革新和完善中，更好地推動我國純堿生產(chǎn)行業(yè)的快速發(fā)展。

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（作者單位：山東?；瘓F股份公司純堿廠）