[发明专利]一种废盐废渣生产纯碱、烧碱绿色低碳工艺

说明书

一种废盐废渣生产纯碱、烧碱绿色低碳工艺，以碳铵或氨及二氧化碳，与废盐或废渣、循环盐母液为原料进行复分解反应得到固体碳酸氢钠和重碱母液；固体碳酸氢钠煅烧得到纯碱和二氧化碳；固体碳酸氢钠加水溶解后加入石灰得到烧碱、碳酸钙和二氧化碳；重碱母液与第一蒸馏母液或与硫酸钙、钙芒硝、氯化钙反应得到固氨母液和碳酸钙；第一固氨母液与制铵母液混合蒸发得到氯化钠、硫酸钠和制盐母液；制盐母液蒸发得到氯化铵、硫酸铵和制铵母液，碳酸钙与煤煅烧得到石灰和二氧化碳；第二固氨母液与石灰反应得到氨、二氧化碳和蒸馏母液；第二蒸馏母液与硫酸钠载体混合得到硫酸钙和循环盐母液，硫酸钙循环至与重碱母液反应；循环盐母液循环至复分解反应工序。

技术领域

本发明属于无机化工技术领域，特别是一种废盐废渣生产纯碱、烧碱绿色低碳工艺。

背景技术

随着国家对含盐废水零排放治理从严要求，年产生数以千万吨的巨大量副产废盐(氯化钠(NaCl)单盐、硫酸钠(Na₂SO₄)单盐或氯化钠(NaCl)、硫酸钠(Na₂SO₄)混合盐)、废渣(钙芒硝矿、十水硝、硫酸钙)、废液(制盐母液、制硝母液、蒸馏母液)，这些废盐、废渣、废液主要成分为氯化钠、硫酸钠，可以成为化工生产纯碱、烧碱的基础原料。

已知的氯化钠生产纯碱工艺有氨碱法和联合制碱法，其中，1)氨碱法制纯碱副产大量的蒸馏废液、形成新的环保等问题；2)联合制纯碱(冷法联碱法)存在采用固体氯化钠、合成氨为原料，工艺流程复杂、原料成本较高，冷冻结晶氯化铵电能消耗高的问题。

已知的硫酸钠生产纯碱工艺有路布兰法和芒硝湿法，其中，1)路布兰法制纯碱存在产品质量差、生产成本高、人工消耗大以及生产过程均在固相间进行，难于连续作业等缺点；2)芒硝湿法制纯碱及硫酸铵(冷法联碱法)存在采用固体硫酸钠、合成氨为原料，工艺流程复杂、原料成本较高，冷冻结晶十水硫酸钠等电能消耗高。

已知的氯化钠生产烧碱工艺主要有离子膜法和隔膜法，两种方法均存在副产大量的氯气，使用氯气的产业链工艺流程复杂、投资大；氯气外销受到市场、距离、安全等诸多因素影响。

因此，上述废盐、废渣、废液为原料生产纯碱和烧碱工艺在实际环保工程的产业链延伸应用都有局限性。

发明内容

本发明的目的是提供一种废盐废渣生产纯碱、烧碱绿色低碳工艺，其原料成本低，工艺流程合理，没有高耗电能冷冻工艺、高沸点氯化钙溶液高耗热能蒸发工艺，可以缓解长期困扰纯碱行业氨碱法蒸馏废液排放的重大问题、做到蒸馏废液循环利用或得到产品碳酸钙、硫酸钙、产生巨大的循环经济效益，另外，具有原料废盐废渣、废液、二氧化碳综合利用，无废渣、废水、废气、废液排放、全新绿色、低碳、环境效益好等特点。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种废盐废渣生产纯碱、烧碱绿色低碳工艺，包括下列步骤：

1)以碳铵或氨及二氧化碳，与废盐或废渣、循环盐母液为原料进行复分解反应，反应时间0.1-12小时，反应后分离获得固体碳酸氢钠和重碱母液；

2)将一部分固体碳酸氢钠煅烧得到纯碱产品和二氧化碳，二氧化碳循环至步骤1)中进行复分解反应；

3)将另一部分固体碳酸氢钠加水溶解后加入石灰苛化得到烧碱、碳酸钙产品和二氧化碳，二氧化碳循环至步骤1)中进行复分解反应；

4)重碱母液与第一蒸馏母液或与硫酸钙、钙芒硝、氯化钙等钙载体反应，反应时间0.1-12小时，游离氨转化为固态氨得到固氨母液和碳酸钙产品，固氨母液分为第一固氨母液和第二固氨母液；

5)第一固氨母液与循环的制铵母液混合60-150℃高温蒸发得到氯化钠、硫酸钠和制盐母液；

6)制盐母液30-120℃低温蒸发得到氯化铵、硫酸铵和制铵母液，制铵母液循环至步骤5)中进行高温蒸发；