中科院過程所成功實現(xiàn)硫酸鈉制純堿工業(yè)化

我國化工冶金行業(yè)大量使用硫酸鈉和鈉堿，導(dǎo)致產(chǎn)生大量廢硫酸鈉，其年產(chǎn)生量超過1 000萬t，目前僅少量用于生產(chǎn)元明粉和硫化堿，消納能力有限。

硫酸鈉制純堿一直是純堿行業(yè)的重點攻關(guān)方向，也是緩解副產(chǎn)硫酸鈉堆存壓力的有效途徑。以硫酸鈉與碳酸氫銨進行復(fù)分解反應(yīng)制碳酸鈉聯(lián)產(chǎn)硫酸銨方法最為理想，但該技術(shù)瓶頸是硫酸鈉與碳酸銨反應(yīng)轉(zhuǎn)化率僅50%～60%，析出碳酸氫鈉后溶液體系相點處于硫酸鈉或復(fù)鹽結(jié)晶區(qū)，均無法得到高純度硫酸銨?，F(xiàn)該技術(shù)由中科院過程所研究團隊率先取得突破。研究團隊基于復(fù)雜五元體系相平衡規(guī)律的新發(fā)現(xiàn)，原創(chuàng)建立硫酸鈉短流程制備純堿(小蘇打)聯(lián)產(chǎn)硫酸銨新技術(shù)，全過程無低溫冷凍及高溫蒸發(fā)過程，能耗降低20%以上。2018年至2019年，該技術(shù)先后在遼寧葫蘆島及四川攀枝花完成了工業(yè)試驗。2020-09，在遼寧葫蘆島建成日處理700 m3硫酸鈉廢水(100 t硫酸鈉)示范線，一次開車成功，并實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運行。該項目年生產(chǎn)碳酸鈉2.5萬t(以小蘇打計4萬t)，硫酸銨3萬t，將硫酸銨產(chǎn)值計入成本后，純堿成本低于1 400元/t，總體與氯化鈉制成純堿成本相當(dāng)，小蘇打成本約1 000元/t，低于現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)成本，具有顯著的經(jīng)濟優(yōu)勢。該項目技術(shù)實現(xiàn)了鈉和硫酸根的自循環(huán)，有效解決了副產(chǎn)硫酸鈉的利用難題，對發(fā)展綠色化工、循環(huán)經(jīng)濟的意義重大。

該項目技術(shù)歷時10 a研發(fā)，中科院過程所具有完成自主知識產(chǎn)權(quán)。該項目技術(shù)成功工業(yè)化，不僅可實現(xiàn)副產(chǎn)硫酸鈉的高值循環(huán)，引領(lǐng)企業(yè)物質(zhì)內(nèi)循環(huán)的新趨勢，還可應(yīng)用于硫產(chǎn)芒硝制純堿過程，形成與氯化鈉制純堿相競爭的新格局，應(yīng)用前景極為廣闊。