[发明专利]硫酸钠溶液或载体联产纯碱与硫酸铵热循环法工艺

说明书

技术领域

本发明属于无机化工领域，特别是指一种硫酸钠溶液或载体联产纯碱与硫酸铵热循环法工艺。

背景技术

硫酸钠(Na₂SO₄)是硫酸根与钠离子化和生成的盐。硫酸钠溶于水且其水溶液呈中性。溶于甘油而不溶于乙醇。暴露于空气容易吸水生成十水硫酸钠。在241℃时硫酸钠会转变成六方型结晶。纯度高且颗粒细的无水硫酸钠称为元明粉，十水硫酸钠俗称芒硝。

硫酸钠以芒硝的形式广泛存在于自然界中，是一种用途广泛的工业原料，主要用途为：

1、化学工业用作制造硫化钠硅酸钠水玻璃及其它化工产品。

2、造纸工业用于制造硫酸盐纸浆时的蒸煮剂。

3、玻璃工业用以代替纯碱做助溶剂。

4、纺织工业用于调配维尼纶纺丝凝固剂。

5、用于有色金属冶金、皮革等方面。

6、用来制硫化钠、纸浆、玻璃、水玻璃、瓷釉，也用作缓泻剂和钡盐中毒的解毒剂等。是用食盐与硫酸制造盐酸时的副产品。化工上用于制造硫化钠，硅酸钠等。实验室用于洗去钡盐。工业上用作制取NaOH和H₂SO₄的原料，也用于造纸，玻璃，印染，合成纤维，制革等。在有机合成实验室硫酸钠是一种最为常用的后处理干燥剂。

7、主要用作合成洗涤剂的填充料。造纸工业用于制造硫酸盐纸浆时的蒸煮剂。玻璃工业用以代替纯碱。化学工业用作制造硫化钠、硅酸钠和其他化工产品的原料。纺织工业用于调配维尼纶纺丝凝固浴。医药工业用作缓泻剂。还用于有色冶金、皮革等方面。

8、使水化产物硫铝酸钙更快地生成，从而加快了水泥的水化硬化速度。硫酸钠的掺量一般为水泥质量的0.5％～2％，能提高混凝土早期强度50％～100％，28天强度有时提高，有时降低，提高幅度约在10％左右，随水泥品种、养护条件及其掺量而异。还用作合成洗涤剂的填充料，也用于造纸工业、玻璃工业、化学工业、纺织工业及医药工业等。

9、用作分析试剂，如脱水剂、定氮时消化催化剂，原子吸收光谱分析中干扰抑制剂。还用于医药工业。

10、用于化工、造纸和玻璃、染料、印染和医药工业,在合成纤维、制革、有色冶金、瓷釉等的制造中也有应用,还用于洗涤剂和肥皂中作添加剂。

11、在硫酸盐镀锌中可用作缓冲剂以稳定镀液的ph值。

纯碱被称为“化工之母”，学名碳酸钠(Na2CO3)，俗名苏打、石碱、纯碱、洗涤碱，化学式：Na₂CO₃，为强电解质，具有盐的通性和热稳定性，易溶于水，水溶液呈碱性。纯碱是重要的基础化工原料之一。广泛应用于轻工日化、建材、化学工业、食品工业、冶金、纺织、石油、国防、医药等领域，用作制造其他化学品的原料、清洗剂、洗涤剂，也用于照相术和分析领域。其次是冶金、纺织、石油、国防、医药及其它工业。纯碱主要下游产品为四硼酸钠、红矾钠、氧化铝、合成洗涤剂、日用玻璃制品、肥皂、平板玻璃、硅酸钠、偏硅酸钠、合成洗衣粉、三聚磷酸钠。

硫酸铵是一种优良的氮肥(俗称肥田粉)，适用于一般土壤和作物，能使枝叶生长旺盛，提高果实品质和产量，增强作物对灾害的抵抗能力，可作基肥、追肥和种肥，但是长期使用可能导致土壤板结。能与食盐进行复分解反应制造氯化铵，与硫酸铝作用生成铵明矾，与硼酸等一起制造耐火材料。加入电镀液中能增加导电性。也是食品酱色的催化剂，鲜酵母生产中培养酵母菌的氮源，酸性染料染色助染剂，皮革脱灰剂。此外，还用于啤酒酿造，化学试剂和蓄电池生产等。还有一重要作用就是开采稀土，开采以硫酸铵作原料，采用离子交换形式把矿土中的稀土元素交换出来，再收集浸出液简单过滤分离后晒干成稀土原矿。生物学上的用途也很多，多用于蛋白纯化工艺方面，因为硫酸铵属于惰性物质，不易与其他生物活性物质发生反应，在纯化过程中能最大程度的保护蛋白活性，另外，硫酸铵的可溶性极好，能形成高盐环境，对于蛋白沉淀与后续的高盐纯化做准备。

已知的生产纯碱工艺主要有：

1)路布兰法制纯碱以食盐为原料用硫酸处理得到芒硝和盐酸，芒硝再与石灰石、煤粉煅烧生成纯碱，所得硫化钙再碳化获取硫化氢作为生产硫酸原料。

2)索尔维法制碱盐水吸收氨和二氧化碳得到碳酸氢钠，过滤后所得母液用石灰蒸馏回收氨。

3)联合法制纯碱

(1)察安法

先生产出碳酸氢铵结晶体，再与饱和卤水反应而得重碳酸钠，过滤后所得母液降温，再加食盐溶解置换出氯化铵结晶。

(2)候氏碱法