1.一種利用芒硝和白云石制取純堿聯(lián)產(chǎn)石膏和堿式碳酸鎂的方法,其特征在于主要包括以下步驟:
(1)將陽離子交換膜置于電解槽中,將電解槽分為陽極區(qū)和陰極區(qū),在陽極區(qū)加入鈉鹽溶液作為陽極電解液且為反應(yīng)原料,陰極區(qū)加入飽和碳酸氫鈉溶液作為陰極電解液,在陽極電極和陰極電極之間施加直流電,陰極電解液中的碳酸氫根電離出的氫離子在陰極電極上還原為氫氣并在陰極電解液中生成碳酸根,與此同時陽極電解液中自由流動的鈉離子在電流作用下透過陽離子交換膜到達(dá)陰極區(qū)與陰極液中的碳酸根結(jié)合生成碳酸鈉,得到碳酸鈉溶液,在陽極電極上氫氣氧化生成的氫離子與陽極電解液中的鈉鹽陰離子結(jié)合生成的酸性溶液;
(2)當(dāng)陽極區(qū)溶液中的氫離子升至設(shè)定濃度后導(dǎo)出陽極區(qū)溶液,加入白云石進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)在釋放二氧化碳的同時生成含有鈣鹽和鎂鹽的混合溶液,之后再加入芒硝反應(yīng),在使混合溶液中的鈣鹽轉(zhuǎn)變?yōu)殁c鹽的同時生成產(chǎn)物硫酸鈣沉淀,硫酸鈣沉淀經(jīng)過濾、烘干得到產(chǎn)物石膏,濾液與部分步驟(1)中陰極區(qū)的碳酸鈉溶液進(jìn)行混合反應(yīng),在使鎂鹽轉(zhuǎn)變?yōu)殁c鹽的同時生成產(chǎn)物碳酸鎂沉淀,碳酸鎂沉淀經(jīng)降溫、過濾、烘干得到粉體堿式碳酸鎂產(chǎn)物,濾液轉(zhuǎn)變?yōu)楦缓c鹽的溶液循環(huán)返回陽極區(qū);
(3)將步驟(1)中陰極區(qū)生成的碳酸鈉溶液一部分用于步驟(2)中堿式碳酸鎂的制備,余下的碳酸鈉溶液泵入二氧化碳吸收塔,溶液中的碳酸鈉與鼓入二氧化碳吸收塔內(nèi)的二氧化碳反應(yīng),得到飽和碳酸氫鈉溶液的同時產(chǎn)生碳酸氫鈉結(jié)晶,過濾后濾液循環(huán)返回陰極區(qū),碳酸氫鈉結(jié)晶經(jīng)煅燒后制得純堿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用芒硝和白云石制取純堿聯(lián)產(chǎn)石膏和堿式碳酸鎂的方法,其特征在于:步驟(1)中陽極區(qū)加入的所述鈉鹽溶液為鈉鹽水溶液,鈉鹽的濃度為0.1mol/L~10mol/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用芒硝和白云石制取純堿聯(lián)產(chǎn)石膏和堿式碳酸鎂的方法,其特征在于:所述鈉鹽的陰離子為甲酸根離子、乙酸根離子、草酸根離子、氯根離子、硫酸根離子、硝酸根離子中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用芒硝和白云石為原料制取純堿聯(lián)產(chǎn)石膏和堿式碳酸鎂的方法,其特征在于:步驟(2)中所述芒硝為天然礦物芒硝或工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)物芒硝。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用芒硝和白云石為原料制取純堿聯(lián)產(chǎn)石膏和堿式碳酸鎂的方法,其特征在于:所芒硝以配制成硫酸鈉濃度為0.1mol/L~10mol/L的水溶液加入。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用芒硝和白云石為原料制取純堿聯(lián)產(chǎn)石膏和堿式碳酸鎂的方法,其特征在于:步驟(2)中所述白云石的粒度為10~500目。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用芒硝和白云石為原料制取純堿聯(lián)產(chǎn)石膏和堿式碳酸鎂的方法,其特征在于:步驟(3)中鼓入二氧化碳吸收塔的二氧化碳由步驟(2)中白云石加入陽極區(qū)酸性溶液反應(yīng)所生成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用芒硝和白云石制取純堿聯(lián)產(chǎn)石膏和堿式碳酸鎂的方法,其特征在于:步驟(1)中所述陽極電極為氣體擴(kuò)散電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用芒硝和白云石為原料制取純堿聯(lián)產(chǎn)石膏和堿式碳酸鎂的方法,其特征在于:步驟(1)中所述陰極電極所產(chǎn)生的氫氣經(jīng)氣液分離并干燥后通過氫氣緩沖罐通入陽極電極作為氫氣來源。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用芒硝和白云石為原料制取純堿聯(lián)產(chǎn)石膏和堿式碳酸鎂的方法,其特征在于:步驟(1)中所述陰極電極的材質(zhì)為金屬鉑、金屬鈀和金屬鎳中的一種。