低鹽重質純堿生產的新工藝分析

王曉波

摘要：隨著我國國民經濟的發展和人們生活水平的不斷提高，低鹽份重質純堿在純堿市場中越來越占據主導地位。本文對低鹽重質純堿的生產工藝進行了簡要分析，并希望在此基礎上探究生產低鹽重質純堿的新工藝。

關鍵詞：低鹽;重質;純堿;生產;新工藝

1 低鹽重質純堿生定義及生產現狀

重質純堿，也稱為重灰，是指松密度大于等于0.9g/mL的純堿。它和輕質純堿相比，其成分均為Na2CO3，但重質純堿具有顆粒大、密度高、不易結塊、飛揚損失少以及便于儲存運輸等優點，因此受到廣泛的應用。重質純堿是基本化工原料之一，廣泛應用于化工、冶金、紡織、食品、國防、印染、玻璃、搪瓷、醫藥、造紙等領域。

然而，重質純堿中鹽份的含量是影響其質量的最主要因素，通常把NaCl含量小于等于0.5%的重質純堿稱為低鹽重質純堿。低鹽重質純堿具有可以改善產品質量、減少飛揚損失、降低原料純堿的消耗等優點，其廣泛應用于優質玻璃、顯像管、光學玻璃、煉鋼等領域。

2 低鹽重質純堿生產的新工藝

2.1 液相水合法

某公司為了更好地滿足國內外光學儀器、浮法玻璃顯象管等制造商以及冶金工業企業的需求，生產制造更高質量的純堿產品，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結晶器。該公司采取這項技術設備后，生產出的低鹽重質純堿產品指標值中，篩余物、粒度、重灰鹽分都符合國家標準，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的專利技術，密切聯系高原地區的具體生產制造狀況，優化和改進了相應的生產技術和設備裝置，通過大量的實踐活動，制造出高質量的低鹽重質純堿產品。

從該企業當前的生產情況來看，這個技術創新項目業已有效地解決了低鹽重質純堿產品質量波動的現象，生產裝置穩定運行，節能降耗的相關目標得以實現，而且還在不斷優化之中。生產出的低鹽重質純堿產品，其性能都達到下列標準：堆積密度達到1.0g/mL，高于國家標準要求的堆積密度0.85g/mL;產品中鹽分（氯化鈉）的含量低于0.3%，符合國家標準的相關要求。從這項技術來看，它生產出了品質優良的低鹽重質純堿產品，為產品營銷提供了非?？捎^的市場前景，能夠為企業創造豐厚的利潤。同時，這種方法也是高原地區制造低鹽分重質純堿的一種理想技術，學術研究價值較大，經濟效益頗為長遠。

2.2 鹵水聯合法

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的母液，以羥基氯化鎂或氧化鎂蒸氨，然后蒸發濃縮氯化鎂溶液，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循環到后續的碳化步驟，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整，獲得了碳酸鈉晶漿，然后進行蒸發，獲得了Na2CO3·H2O結晶，再進行干燥并結晶，從而獲得了低鹽重質純堿。

從工藝流程的角度來看，該企業生產低鹽重質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，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堿法。

2.2.3 重堿分離，使用低鹽堿離心機分離技術，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整，使其成為碳酸鈉。事實上，這相當于采取燒堿碳化法來生產純堿。燒堿碳化法不但可以將二氧化碳當作碳化劑，而且可以運用碳酸氫鈉。重堿在帶攪拌的混合結晶器中和氫氧化鈉液體發生反應。具體反應為：NaHCO3++NaOH=Na2 CO3+H2O（1）

假如結晶器內的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，人們可以用其生產小蘇打產品，或是將其再次送入混合結晶器中用作燒堿碳化劑。關于分離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、結晶工藝，生產出高質量的低鹽重質純堿產品。

2.3 離心分離法

目前，國內大部分純堿生產企業主要采取固相水合法來制造低鹽重質純堿。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純堿;二是削減一水堿中的鹽分，以獲得低鹽重質純堿。二者的共同之處在于生產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果不完全相同：第一種技術路線中的重堿濾液沒有結疤現象，但是在第二種技術路線中，當一水堿中的水分接近飽和或處于飽和狀態時，分離期間可能會結疤，進而影響管理和生產。同時，與第二種技術路線相比，第一種技術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，國內生產企業往往會結合產量和目標質量等實際情況來選擇技術路線。

2.4 天然堿純化法

當前，全球范圍內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，在亞洲產區占有重要位置，而且集中位于河南桐柏、西藏及內蒙古鹽堿帶。天然堿加工技術，主要指天然堿液制備技術以及純堿、燒堿、小蘇打、芒硝堿和泡花堿等幾種主要產品的加工工藝。經過長期的經驗積累和移植吸收相關先進技術，當代中國的天然堿加工技術已經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代加工技術體系，可以生產出達到國家標準甚至國際先進標準的產品，為滿足國民經濟發展需要和人民群眾日益增長的物質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工藝，將液相中的碳酸氫鈉轉化為碳酸鈉，再經蒸發結晶和一水碳酸鈉的脫結晶水，得到重質純堿產品。物料與蒸汽流向采用錯流工藝，以兩級濕分解塔來調整清鹵中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蘇打產品或者通過螺旋刮刀卸料離心機洗鹽，使重質純堿含鹽量低于0.3%。

結束語

綜上，眾所周知在純堿生產過程中聯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點，但聯堿法必須用較純的固體鹽，更主要的是氨在生產過程中的角色有差別，在氨堿法純堿生產中氨是循環使用的，相當于催化劑的作用，低鹽重質純堿的生產工藝也在不斷的革新和完善中，更好地推動我國純堿生產行業的快速發展。

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（作者單位：山東海化集團股份公司純堿廠）