纯碱生产工艺简介

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670km2(最大达2007km2)的有25层,位于地表以下198～914m,,计算倍半碳酸钠(Na2CO3.NaHCO3.2H2O)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８０％，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１0０万吨。

天然碱生产工艺主要有三种：

a. 倍半碱流程

矿石开采－溶解－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美元左右，而合成碱为90-100美元，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

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。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