[发明专利]以循环利用的碳酸钙与盐为原料联产纯碱与盐酸的工艺

说明书

技术领域

本发明属于无机化工领域，特别是一种以循环利用的碳酸钙与盐为原料联产纯碱与盐酸的工艺。

背景技术

已知的以氯化钠为原料生产纯碱工艺主要有氨碱法和联碱法，其中，氨碱法工艺存在原料氯化钠利用率低(钠的利用率约75％、氯的利用率为0％)，制碱废液(含有大量氯化钙、氯化钠)排出系统量大，浪费资源并形成新的环境污染；联碱法工艺存在冷析、盐析氯化铵结晶过程电能消耗高，析铵母液循环量大，氯化铵市场容量等问题。因此，上述工艺在实际生产中应用都有局限性。

发明内容

本发明的目的是针对上述已有生产工艺存在问题，提供一种以循环利用的碳酸钙与盐为原料联产纯碱与盐酸的工艺，该工艺具有产品质量高；盐的钠和氯的利用率为100％；能耗和生产成本低、闭路循环无“三废”排放环境友好，主副产品市场容量大的特点。

为达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明是以盐(主要含氯化钠、含有少量硫酸钙、硫酸镁、氯化镁等成分)与重碱母液(含有氯化钠、氯化铵、碳酸氢铵、碳酸铵)加入石灰(氢氧化钙)转氨复分解反应：铵盐(氯化铵、碳酸氢铵、碳酸铵)石灰法转化成氢氧化铵、氯化钙和碳酸钙，同时石灰除去氯化镁和硫酸镁，碳铵除去硫酸钙；并得到的氨盐水(含有氯化钠、氢氧化铵、氯化钙)；

采用一次碳化法利用二氧化碳与氯化钙反应转化成碳酸钙沉淀和一次碳化氨盐水(含有氯化钠、氢氧化铵)以及氯化氢尾气，氯化氢尾气用水吸收后得到盐酸；

一次碳化氨盐水采用二次碳化法利用二氧化碳与一次碳化氨盐水反应转化成碳酸氢钠沉淀和重碱母液(含有氯化钠、氯化铵、碳酸氢铵、碳酸铵)；转氨反应和一次碳化反应后得到的碳酸钙沉淀循环至石灰窑煅烧产生石灰和二氧化碳；

氯化氢尾气吸收后产生盐酸；

碳酸氢钠沉淀至转窑煅烧产生纯碱产品和二氧化碳；石灰和二氧化碳再循环用于上述纯碱生产过程。

以盐为原料与重碱母液和石灰进行转氨复分解反应：铵盐石灰法转化成氢氧化铵，同时石灰除去氯化镁和硫酸镁，碳铵除去硫酸钙。

所述的复分解转氨反应的温度为15-75℃。

所述的一次碳化反应的温度为15-75℃。

所述的二次碳化反应温度为15-75℃。

本工艺亦可用锅炉烟道气代替石灰窑气。

所述的重碱母液可以是联碱法获得的母液。

冷却水的温度高低换热时影响碳化温度。

这种以循环利用的碳酸钙与盐为原料联产纯碱与盐酸的工艺，它包括以下步骤：

1)它以盐(含NaCl为主，少量MgSO₄、CaSO₄、MgCl₂)为原料与重碱母液(含有NaCl、NH₄Cl、NH₄HCO₃、(NH₄)₂CO₃)、石灰窑产石灰(Ca(OH)₂)进行复分解转氨反应后获得转氨盐水(含有NaCl、NH₄OH、CaCl₂)和同时产生少量氢氧化镁(Mg(OH)₂)、碳酸钙(CaCO₃)沉淀物；

2)转氨盐水悬浮液(主要含有NaCl、NH₄OH、CaCl₂和Mg(OH)₂、CaCO₃)与石灰窑气中的二氧化碳(CO₂)进行一次碳化反应，得到碳酸钙沉淀(CaCO₃)和一次碳化氨盐水(含有NaCl、NH₄OH)以及氯化氢尾气(HCl)；

3)氯化氢尾气用水吸收后得到盐酸(HCl)；

4)转氨反应和一次碳化反应后得到的碳酸钙沉淀物去石灰窑煅烧产生石灰(Ca(OH)₂)和含二氧化碳窑气(CO₂)；

5)一次碳化氨盐水(含有NaCl、NH₄OH)与石灰窑气中的二氧化碳(CO₂)进行二次碳化反应，得到碳酸氢钠沉淀(NaHCO₃)和重碱母液(含有NaCl、NH₄Cl、NH₄HCO₃、(NH₄)₂CO₃)；