專利名稱：用芒硝一步法連續(xù)生產鈉堿的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種使用芒硝為原料，生產燒堿、純堿、硫化鈉和水玻璃的方法，屬化學品制備領域。
芒硝是商品的俗名，其化學分子式是Na2SO4。兩百年以前，法國醫(yī)生路布藍(Leblanc)就發(fā)明了使用芒硝為原料，生產純堿的方法，這種方法是將硫酸鈉與粉碎過的石灰石和煤粉混合，在間隙式回轉爐內鍛燒后得到純堿，用此方法生產堿，存在著成本高、生產不連續(xù)、產品質量差的缺點，之后，人們又發(fā)明了使用氯化鈉(鹽)為原料，用電為動力，生產堿的方法。這種方法具有能連續(xù)大規(guī)模生產，產品質量好的優(yōu)點，但需耗用大量電力，不適合我國國情，滿足不了市場對堿產品的需求。
本發(fā)明的目的在于提供一種以芒硝為原料，煤氣為燃料，連續(xù)生產燒堿、純堿、硫化鈉和水玻璃的方法。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的把原料芒硝和其它輔助材料研磨粉碎為粒度是40-100目的顆粒，并將原料與輔料材料按一定的比例混合，均勻地加到蓄熱室式馬蹄焰池爐內的料池里，使用由蓄熱室式馬蹄焰池爐內發(fā)生的爐煤氣，并將冷空氣與煤氣按一定的比例混合，利用馬蹄式焰池爐自身產生的余熱，把冷空氣和煤氣組成的混合氣體預熱至700-900℃，再將混合氣體通到馬蹄焰池爐內的料池里燃燒，經過一段時間的焙燒后，就得到熔融狀物體，把熔融狀物體從溢料口中引出，經過水淬、澄清、濃縮等工藝處理后，可制得燒堿、純堿和水玻璃等鈉堿產品。
在制備氫氧化鈉(燒堿)產品的工藝過程中，需加入氧化鈣輔料，其配料比為芒硝∶氧化鈣∶焦碳＝1∶0.55-0.8∶0.2-0.6，爐內溫度需控制在920-980℃的溫度下，經過0.5-1.5小時的焙燒，再通過水淬、澄清、濃縮、蒸堿工藝處理，就可得到固體氫氧化鈉;該反應的化學反應方程式是
在制備碳酸鈉(純堿)產品過程中，其配料比為芒硝∶焦碳＝1∶0.05-0.3，將爐溫控制在850-950℃的范圍，加入0.3kg/cm2的水蒸汽，焙燒1-1.5小時后，經水淬、澄清、濃縮、結晶、脫水和烘干，可得到碳酸鈉，其化學反應方程式是
在制備硫化鈉產品過程中，其配料比為芒硝∶焦碳＝1∶0.05-0.3，爐內溫度控制在950-1050℃的范圍內，經過1-1.5小時的焙燒后，冷卻則可得硫化鈉，其化學反應式是
在制備泡花堿(水玻璃)產品過程中，需加入二氧化硅作為輔料，其配料比為芒硝∶二氧化硅∶焦碳＝1∶0.3-1.3∶0.05-0.3，爐內反應溫度要控制在1400-1500℃的范圍，經過1.5-3小時的焙燒，再進行水淬、澄清、濃縮則可得到泡花堿。該化學反應的方程式是
由于本發(fā)明采用蓄熱室式馬蹄焰池爐，從而可以使用煤氣為燃料，使爐內溫度達到反應溫度，保證了產品的質量，同時，因為使用蓄熱室式馬蹄焰池爐，從而可以通過控制爐內溫度、反應時間和配料比三者之間的關系，一面加原料，一面連續(xù)不斷地生產出鈉堿產品，實現(xiàn)本發(fā)明的目的。


圖1為制備氫氧化鈉的生產工藝流程圖。
圖2為制備碳酸鈉的生產工藝流程圖。
圖3為制備硫化鈉的生產工藝流程圖。
圖4為制備水玻璃的生產工藝流程圖。
下面結合實施例就本發(fā)明作進一步的描述。
將原料和輔料破碎成粒度為40-100目的小塊，并按配料比芒硝∶氧化鈣∶焦碳＝1∶0.55∶0.6，把原料和輔料均勻地混合，放入蓄熱室式馬蹄焰池爐的進料口，把原材料倒入馬蹄焰池爐內，使用熱空氣和煤氣組成的混合氣體對原材料進行焙燒，爐內控制在980℃，經過1小時的焙燒后，從溢口將熔融狀的物體引出，進行水淬處理，使未反應的雜質和硫化鈣與氫氧化鈉分離，再進行澄清、濃縮、蒸堿和包裝等工藝，就可以得到氫氧化鈉達91%的固體燒堿。同樣的方法和配比，將爐溫控制在920℃，經過1.5小時焙燒后，也能得到純度為87.34%的固體氫氧化鈉。
使用同樣的爐子，同樣粒度的原料，只需把配料比配為芒硝∶焦碳＝1∶0.3，將爐溫控制在950℃范圍，再加入0.3kg/cm2的水蒸汽，經過1.5小時的焙燒，再進行水淬、澄清、濃縮、結晶、脫水和包裝后，就可制得碳酸鈉產品。
與制備氫氧化鈉產品采用同樣的爐子和原料粒度，只是配料比為芒硝∶焦碳＝1∶0.3，爐溫控制在1050℃范圍，經過1.5小時的焙燒后，冷卻處理就能制得硫化鈉產品。
以上所述同樣的反應爐和原料粒度，只是配料比為芒硝∶二氧化硅∶焦碳＝1∶0.42∶0.15，爐溫控制在1500℃，經過2.5小時的焙燒后，再進行水淬、澄清、濃縮和包裝，就可制得純度大于35%的水玻璃。
因為本發(fā)明使用同樣的設備和原料，只要控制原材料的配料比、爐內溫度和反應時間，就可以連續(xù)制得四種鈉堿產品的特點，所以本發(fā)明具有1、工藝簡單，工藝流程短，能連續(xù)生產;
2、產品品種多，能隨市場變化而靈活變化，對市場適應性強;
3、操作簡便，產品質量好;
4、三廢少，不污染環(huán)境，成本低，適合我國國情。
權利要求
1.一種用芒硝一步法連續(xù)生產鈉堿的方法，其特征是將粒度為40-100目的芒硝和其它輔助材料按一定的比例均勻混合，加入蓄熱室式馬蹄焰池爐內，用預熱到700-900℃的煤氣與熱空氣組成的混合氣體將原料焙燒一定時間，爐溫控制在800-1500℃范圍內，可制得氫氧化鈉、碳酸鈉、硫化鈉和水玻璃產品。
2.根據(jù)權利要求1所述的用芒硝一步法連續(xù)生產鈉堿的方法，其特征在于所述制備氫氧化鈉的方法，其配料比為芒硝∶氧化鈣∶焦碳＝1∶0.55-0.8∶0.2-0.6，反應溫度為920-980℃，反應時間為0.5-1.5小時。
3.根據(jù)權利要求1所述的用芒硝一步法連續(xù)生產鈉堿的方法，其特征在于所述制備碳酸鈉的方法，其配料比為芒硝∶焦碳＝1∶0.05-0.3，反應溫度為850-950℃，反應時間為1-1.5小時。
4.根據(jù)權利要求1所述的用芒硝一步法連續(xù)生產鈉堿的方法，其特征在于所述制備硫化鈉的方法，其配料比為芒硝∶焦碳＝1∶0.05-0.3，反應溫度為950-1050℃，反應時間為1-1.5小時。
5.根據(jù)權利要求1所述的用芒硝一步法連續(xù)生產鈉堿的方法，其特征在于所述制備水玻璃的方法，其配料比為芒硝∶焦碳∶二氧化硅∶焦碳＝1∶0.3-1.3∶0.05-0.3，反應溫度為1400-1500℃，反應時間為1.5-3小時。
6.根據(jù)權利要求1或3所述的用芒硝一步法連續(xù)生產鈉堿的方法，其特征在于所述制備碳酸鈉的方法，需加入0.3kg/cm2的水蒸汽。
全文摘要
用芒硝一步法連續(xù)生產鈉堿的方法，屬化工領域。本發(fā)明采用蓄熱室式馬蹄焰池爐為反應爐，以煤氣為燃料，芒硝為原料，適當添加其它輔助材料，通過控制原材料的配比，反應時的爐溫和反應時間三個參數(shù)，并經過其它工藝處理，就能連續(xù)制得燒堿、純堿、硫化堿和水玻璃四種鈉堿產品。本發(fā)明工藝簡單，操作方便，對市場的適應能力強，符合我國國情，有著廣闊的前景。
文檔編號C01D1/20GK1044931SQ8910088
公開日1990年8月29日 申請日期1989年2月16日 優(yōu)先權日1989年2月16日
發(fā)明者高中和, 趙雙根 申請人:趙雙根, 高中和