纯碱生产工艺简介

1、纯碱生产工艺简介纯碱生产工艺主要分天然碱法和合成碱法，而合成碱法又分氨碱法和联碱法。1天然碱目前全世界发现天然碱矿的仅有美国、中国、土耳其、肯尼亚 等少数国家，其中以美国的绿河天然碱矿最有名。绿河地区的天然碱矿床，有 42 个含倍半碳酸钠的矿层。已知矿层厚度在1.2m 以上（最厚 达11m）, 含矿面积在 670 帛（最大达 2007 诟）的有 25 层，位于地表以下 198? 914m, 计算倍半碳酸钠 （Na2CONaHCC2HO）储量为 613 亿 t,即使全世界所有碱厂全部停产,美国天然碱也可供世界1300 年纯碱 用量。绿河地区各公司主要采用机械化开采。地面加工装置,主要采用一水碱流

2、程生产重质纯碱。美国各天然碱厂目前的市场运作方法是国内 ,各厂进行有序竞争;国外出口,各厂联合,成立一个专营出口的组织“ ANSAC（美国天然碱公司），美国天然碱不但质量好，而且生产成本仅为60 美元吨左右，远低于我国合成纯碱成本90 美元吨-100 美元吨左右，因此它具有很强的竞争力。而位于河南省桐柏县的天然碱矿，总储量达1.5 亿吨，远景储量 3 亿? 5 亿吨，占全国天然碱储量的 8 0%，位居亚洲第一、世 界第二位。内蒙古伊化集团在桐柏建立了以天然碱为主的化工园区 , 其优质的低盐重质纯碱设计年产量达 1 00 万吨。天然碱生产工艺主要有三种：叮叮小文库a. 倍半碱流程矿石开采 - 溶

3、解 - 澄清除去杂质 - 循环母液 - 三效真空结晶 -240 度煅烧b. 卤水碳化流程天然卤水 - 碳化塔碳化为重碱 - 干燥 - 煅烧为粗碱 - 用硝酸钠在 155 度漂白煅烧，煅烧用二氧化碳由自备电厂提供c. 一水碱流程矿石开采破碎到7 厘米以下 200 度停留 30 分钟粗碱溶解、澄清三效真空结晶240 度煅烧天然碱法的主要优点是：a. 成本低，每吨约60 美兀左右，而合成碱为90-100 美兀，完全可以抵消运输成本。b. 质量方面盐分非常低，往往小于0.10 %,产品粒度也非常好。缺点是因为倍半碱矿容易和芒硝矿共生，产品中硫酸根含量比氨碱法要高，但现在用户对硫酸根的要求基本不高，所以

4、这个缺点影响不大。2. 氨碱法（索尔维法）我公司使用的就是氨碱法，中国的大碱厂中，潍坊、唐山、连云港，大化和天碱的一部分，青海，吉兰泰都是采用氨碱法。a. 氨碱法主要优点是产品质量好，可以生产低盐碱，硫酸盐的含量也非常低。缺点是： a. 有石灰和蒸馏工序，原材料消耗高，原盐的利用率低，而氨碱法只能达到73-76 % （就是转化- 2叮叮小文库率），氯的利用率为0, 总利用率只有 28%。产品成本高。b. 环保方面，生产一吨纯碱要排放10 立方米的废液，几大碱厂的废液都采取了在海里围堰，向内排放废液，使废液在池内固液分离，清液溢流入海，废渣留在堰内的办法，现在碱厂已经在使用第三渣场了。清液虽然没

5、有其它有毒有害的物质，COD也不高，但其碱性较强，在溢流口附近造成海水 PH高，对海洋生物有影响。围堰内的废渣长期存放，对环境也是一种潜在的威胁，一旦围堰垮塌，后果非常严重。虽然各大碱厂都有氯化钙生产线， 但回收利用的部分也很有限（生产1 吨纯碱的废液中含有1.05 吨氯化钙），废渣的综合利用目前还处于试验阶段，天碱的方法是和其它材料混合后作为工程回填土，但也只能使用一小部分碱渣，目前我们厂正在做这方面的试验。目前日本和韩国的氨碱厂已经全部停产了，欧洲还有一部分企业使用氨碱法，主要集中在经济欠发达的东欧地区。在国内，因为部分企业地理位置处于大城市或港口附近，受到环保方面的压力，已经在谋划搬迁。

6、大化公司的氨碱已经全部停产，整个公司即将搬迁，天碱也计划迁出塘沽，去年年底新厂已经奠基，新厂全部采用联碱。3. 联碱法大连、天碱的一部分，青岛、湖北双环采用的是联碱法，全国大部分年产量在 4 万吨以下的碱厂几乎都是联碱，联碱的主要工艺在前半部分和氨碱一样，在滤过工序后不是回收氨，而是进行再次加盐、吸氨，生产化肥氯化铵 .联碱法的主要工艺为：一般为一次碳化、两次吸氨3Mil叮叮小文库上Ml澄清换热C02洗盐纯碱 煅烧 过滤"冷析分离氯化铵吸氨生产联碱需要配套合成氨系统，合成氨过程中会产生一部分所CO,以一些化肥厂都有纯碱车间，但小厂产量不大，质量较差。联碱法的主要优点是：a. 省略石灰

7、和蒸馏工序，废液排放很少，吨碱只有几十公斤,保较好，可以在任何地点建厂。b. 在碳化工序没有转化的原盐又返回了生产系统，原盐的利用4叮叮小文库率高，可以达到93%左右，产品成本低， 1 吨纯碱和 1 吨氯 化铵的总成本（双吨成本）只比氨碱法一吨纯碱的成本略高。缺点： a. 产品质量差，纯碱盐分最好只能控制在0.6 %左右，为了降低盐分而加大洗水用量的话会造成母液膨胀，生产无法平衡。b. 母液内部循环，硫酸根无法排出，会全部随着纯碱出来，硫酸盐的含量无法控制，我们厂的硫酸根含量不足0.01%，而联碱法连 0.03% 的标准也很难控制。目前国内的大型玻璃企业均采用浮法玻璃生产线，对盐分有很高的要求

8、，一般没有使用联碱法纯碱的。4. 其它方法除了这几种主要的方法外，还有俄罗斯的霞石制碱，苏联自60年代以来 ，以霞石（含有钠、钾、铝、硅氧化物的天然碱石）加工氧化铝同时副产纯碱、钾碱及水泥，实现了工业化，使霞石原料得到综合利用，没有排废的问题。新旭法日本因进口盐价高，为提高食盐利用率，采用的联碱法， 70 年代日本氯化铵的生产供过于求，除恢复部分氨碱法生产外，旭硝子创建了新旭法，又称N.A. 法。新旭法的特点是可以调整氯化铵的产量，市场多余的氯化铵直接加石灰乳蒸馏回收氨。5叮叮小文库第二部分碱厂系统流程1. 地下直流水：在草泊水库地下水源地共33 眼井，最北在红眼桥附近，最南一口在沿海公路大桥

9、南侧，分东西两线，遥控开关泵，通过 30 公里长的管线输送到厂东门外地下水蓄水池，供水量约 2000 立方米 / 小时，通过加压泵输送到厂内。供热电车间化学工序制造软水和厂区生活用水（各办公楼、食堂）， 2003-2004 年经过技术改造，去热电部分在夏季先用于1、2组碳化塔冷却用，因为地下水温度较低，可以降低出碱温度。在这里要说明一下，因为碳化塔（在碳化塔里进行氨盐水里通二氧化碳，炉气 - 碳酸氢钠煅烧炉里产生的二氧化碳，窑气 - 石灰窑里产生的二氧化碳）塔压低于水压，只能是水往塔里渗漏，不会污染水源。在改造后，夏季的碳化转化率可以达到75%以上。2. 地面直流水系统：由陡河水库泵站取水，流

10、量1750 立方米 /小时，经 61 公里管线送至厂区地面水蓄水池。3. 开路循环水系统地面水蓄水旷碳化冷却水循环水池冷却向闭路系统补水吸收塔冷却水:复用水6叮叮小文库盐水车间洗泥石灰车间化灰4. 闭路循环水系统缓蚀阻垢剂闭路循环水池开路循环水池! 排放空压机、压缩机、煅烧螺旋板换热器重碱氨冷却器、钛板换热器，空调等因为钛板、螺旋板换热器的板间隙很小，只有几毫米，换热过程中温度上升，钙镁离子容易在板间隙内结垢，影响换热效果，需要加入缓蚀剂，因为缓蚀剂的价格贵，比较经济的方法就是隔出一个系统，进行闭路循环。闭路循环水系统工作流程：a. 酸洗预膜：先用酸将系统管道内结疤洗掉，再在管道内侧挂膜，防止

11、再次结垢，酸洗时要做挂片试验。b. 加入缓蚀阻垢剂，缓蚀阻垢剂的作用有两个，一个是防止腐蚀管道，另一个就是把管道内的钙离子和有机磷离子结合，使 其处于漂浮状态，不在管道内沉积。维持一定的有机磷浓度。7叮叮小文库C.日常检测：闭路循环水系统日常监测指标主要时有机磷浓度和浓缩倍数，有机磷浓度低的时候要补加缓蚀剂。浓缩倍数控制在一般控制在3 左右。目前为了环保和节约，许多研究机构正在研究在浓缩倍数高的时候运行。浓缩倍数指的是某种物质在循环水和原水中的浓度比值。这种物质应选用体系内不能引入的物质，比如氯离子，有可能从系统内引入，钙镁离子有可能在系统内结垢，都不适合使用,根据我们公司的实际情况，选用 SiO