[发明专利]一种大颗粒碳酸氢钠的制备方法

说明书

本发明涉及一种大颗粒碳酸氢钠的制备方法，所述制备方法包括：将混合气和饱和硫酸钠溶液进行接触处理，之后经第一固液分离得到所述大颗粒碳酸氢钠；所述混合气包括摩尔比为(0.8‑1.5):1的氨气和二氧化碳；所述接触处理包括依次进行的第一恒温处理和第二恒温处理；所述第一恒温处理的温度＞所述第二恒温处理的温度。本发明提供的制备方法通过氨与二氧化碳的预混合及反应过程的温度调控，实现了大颗粒碳酸氢钠的制备。进一步地，此方法流程短，能耗低，制备的碳酸氢钠较传统氯化钠反应制得的碳酸氢钠粒度有较大提升。

技术领域

本发明涉及碳酸氢钠领域，具体涉及一种大颗粒碳酸氢钠的制备方法。

背景技术

目前，碳酸氢钠是重要工业及日用化学品。碳酸氢钠一般由氯化钠经索尔维法或联合制碱法制得，而原料氯化钠大多为海水晾晒并精制或经盐井获得。随着工业生产对纯碱需求量的大幅增长，氯化钠原料呈紧张态势。同时，我国硫酸钠产生量大。据统计，我国每年副产硫酸钠达到1000万吨以上，而硫酸钠销量不足50％。大量硫酸钠过剩，并在堆场堆存，环境风险及资源浪费严重。如能以硫酸钠代替氯化钠为原料制备碳酸氢钠与硫酸铵，经济效益及环境效益极为显著。硫酸钠制备纯碱的理想方法为溶液复分解法制备碳酸氢钠。但由于硫酸钠复分解反应转化率低，硫酸钠的利用率不足60％，且无法得到物相纯净的硫酸铵，成本高昂，使得硫酸钠制备纯碱技术处于停滞状态。

如CN101544385A公开了一种以硫酸钠为原料辅以有机胺制备碳酸钠联产硫酸钙的方法，该方法能够实现钠的转化率达到90％以上；但是有机胺沸点高，粘度大，蒸发回收能耗高；碳酸氢钠和硫酸钙中有机胺夹带多，回收困难，损失多，生产成本高。

CN104355326A，CN102198953A，CN202016881U公开了一种复分解法制备碳酸氢钠联产硫酸铵的方法，该方法将硫酸钠和碳酸氢铵为原料，通过复分解反应获得碳酸氢钠，分离得到的母液经高温脱氨，130℃蒸发浓缩得到硫酸钠晶体，分离后母液再通过冷却结晶得到硫酸钠和硫酸铵的复盐，母液再通过蒸发结晶得到硫酸铵产品，该方法流程复杂，经过多次高温、冷却等工序，能耗高，且钠离子和硫酸根的利用率低，蒸发深度大，物料循环量大，生产成本高，目前未有工业化先例。

CN87104642，CN1046142A，US5830442，CN1761617A公开了一种工艺方法，该种方法通过对碳酸氢钠母液进行深度冷却，得到硫酸钠晶体，使得母液中的硫酸铵和硫酸钠接近2:1，进而通过蒸发结晶获得硫酸铵。该方法的冷却温度太低，最佳冷却温度为-5℃～-2℃，能耗高，且总体收率低，硫酸根利用率仅为25％左右，物料循环量大，生产运行成本高，到目前为止未能实现工业化。

CN105712382A公开了一种沉淀法，该种方法通过碳酸氢铵和硫酸钠复分解反应制备碳酸氢钠，而后在碳酸氢钠母液中加入石灰，回收其中的氨，但该过程氨的回收率仅有50％左右，造成资源浪费，增加运行成本，且产生的硫酸钙，产量大、价值低、品质差，销售困难，易引起二次污染。

CN103754898A公开了一种利用硫酸钠与氯化钙制备氯化钠及结合联合制碱法生产碳酸钠的方法，该方法以硫酸钠和氯化钙为原料，通过复分解反应得到氯化钠溶液和硫酸钙固体，进而通过联合制碱法生产碳酸钠，该种方法简单易行、工艺成熟，但仍旧没有绕开新固废硫酸钙的产生，没有获得推广应用。

但上述制备过程中仍存在转化率低，二次污染严重的问题。

基于此CN113493214A公开了一种硫酸钠与碳酸氢铵反应制备碳酸氢钠与硫酸铵的新方法，可经短流程，在无高温蒸氨与低温结晶的条件下获得碳酸氢钠与硫酸铵，是硫酸钠制碳酸氢钠技术的较大进步。但由于碳酸氢铵为原料，而碳酸氢铵采购困难，若自行生产，延长了工艺流程，难以适应大规模制备碳酸氢钠的需要。

同时现有技术中制备得到的碳酸氢钠存在粒度过小而导致的使用范围较窄及原料转化率较低的问题。

发明内容