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主要有氨碱法和联碱法两种,氨碱法是目前工业生产纯碱的主要方法
之一。其特点是原料廉价易得,氨可以循环(损失较少;适用于大规模生产,
易于机械化和自动化)。但该法原料利用率低,尤其NaCl用率不高。主要
生产过程包括盐水制备、石灰石煅烧、氨盐水制备、及其碳酸化、重碱的
分离与煅烧、氨的回收等。其反应过程如下:
CaCO3=CaO+CO2↑-Q
CaO+H2O=Ca(OH)2+Q
NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl+Q
NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O↑+Q
NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+NH3+H2O+Q
索尔维法的优缺点:氨碱法使生产实现了连续性生产,食盐的利用率
得到提高,产品质量纯净,因而被称为纯碱,但最大的优点还在于成本低
廉。
认为这方法的主要缺点在于,两种原料组分只利用了一,半即食盐
(NaC1)中的钠和石灰(CaCO3)中的碳酸根结合成纯碱(NaCO3)另一半
组分食盐中的***和石灰中的钙结合成了CaCl2,却没有用途。
此法优点:保留了氨碱法的优点,在整个制取过程中NH3是循环使用
的:2NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3+CaCl2+2H2O
消除了它的缺点,使食盐的利用率提高到96%;NH4Cl可做氮肥;可
与合成氨厂联合,使合成氨的原料气CO转化成CO2,革除了CaCO3制CO2
这一工序。
联合法:联合制碱法又称侯氏制碱法,用于在工业上制取纯碱
(Na2CO3)由侯德榜于1943年发明,是世界上广泛采用的制纯碱法。
联碱法以食盐、氨及合成氨工业副产的二氧化碳为原料,同时生产纯
碱及***化铵,即联合产纯碱与***化铵,简称"联合制碱"或称"联碱"主要反
应为:NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl
NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O↑
根据加入原料的次数及析出***化铵温度的不同,联合制碱有多种工艺
流程。我国多采用:一次碳化,两次吸氨,一次加盐,低温析铵流程。
联合制碱法建立在氨碱法的基础上发展起来的,反应的不同点在于:
在氨碱法的废液中加入***化钠,并在30~40°C下向废液中通入二氧化碳
和氨气,使溶液达到饱和态,然后降温到10°C以下,由于***化铵在
30°C时的溶解度比***化钠大,而在10°C下比***化钠溶解度小,以及同
离子效应,使***化铵从母液析出,母液又其可作为下一次制碱的原料,***
化铵也可以作为一种化肥。蒸干得到碳酸钠。
主要反应方程式为:
NH3+CO2+H2O+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓
2NaHCO3-加热→Na2CO3+CO2↑+H2O
所谓“联合制碱法”中的“联合”,指该法将合成氨工业与制碱工业
组合在一起,利用了生产氨时的副产品CO2,革除了用石灰石分解来生产,
简化了生产设备。而侯氏法在整个制取过程中,NH4Cl直接做为纯碱的付
产品----肥料。此外,联合制碱法也避免了生产氨碱法中用处不大的副产
物***化钙,而用可作化肥的***化铵来回收。
其他方法:霞石制碱,芒硝制碱(湿法,干法,循环法),钾钠矿盐
纯碱及氮钾混肥,有机***法,阿克苏法,烧碱碳酸化法,日本新旭法。