[其他]自干采礦石制備純堿

無效

• 申請號: 86104762
• 申請日: 1986-07-17
• 公開（公告）號: CN86104762A
• 公開（公告）日: 1988-02-17
• 發明（設計）人: 弗朗西斯·拉烏;亨利A·潑菲爾;威林·克拉克·庫品哈菲爾
• 申請（專利權）人: FMC公司
• 主分類號: C01D7/12
• 分類號: C01D7/12
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 吳惠中

全世界以商業規模生產的純堿（Na₂CO₃）廣泛采用蘇爾維氨-堿法（Solvay ammonia Soda Process）。在有含NaHCO₃天然礦藏的地方，從這種礦可以專門回收純堿，它比采用蘇爾維法制備的便宜得多。例如美國，大部分純堿來自天然堿（trona），一種天然存在的二碳酸氫三鈉（Na₂CO₃·Na HCO₃·2HO）。不純的天然堿礦可經由二碳酸氫三鈉結晶的二碳酸氫三鈉法，或最好是經由碳酸鈉一水合物結晶的一水合物法精制成純堿。

本發明提供一種改進的從含有Na HCO₃干采天然礦例如天然堿（trona ore）制備一種高級純堿產品的一水合物的方法。

根據本發明從含有NaHCO₃天然礦源制備純堿的方法包括由以下步驟組成：

（a）煅燒含有NaHCO₃干采礦石得到粗制碳酸鈉;

（b）煅燒過的礦石溶解在加熱至溫度至少為50℃的熱的水溶液中，得到在溶液和不溶解的礦石不溶物中Na₂CO₃的含量至少為20%（重量）的碳酸鈉含水漿料;

（c）從不溶物中分離濃縮的碳酸鈉水溶液;

（d）濃縮的碳酸鈉水溶液導入循環結晶器，水份在結晶器工序中于35℃至109℃蒸發，碳酸鈉一水合物連續結晶，得到一種結晶漿料;

（e）從結晶器工序中移去部份結晶漿料并從結晶漿料水溶液中分離結晶的碳酸鈉一水合物，采用;

（ⅰ）移去的漿料在第一水力旋流器中濃縮;

（ⅱ）用碳酸鈉水溶液稀釋濃縮的漿料作為結晶器的供料;

（ⅲ）稀釋的漿料在第二個水力旋流器中濃縮;接著

（ⅳ）為了從濃縮漿料的水溶液中分離結晶固體，濃縮漿料在離心機里脫水;接著

（f）在溫度為100℃至175℃時干燥離心甩干的碳酸鈉一水合物，得到一種基本上干燥的至少含95%（重量）Na₂CO₃的純堿。

本發明方法采用的含NaHCO₃的礦源可以為天然堿（trona）（Na₂CO₃·Na HCO₃，2HO）、天然碳酸氫鈉石（Na₂CO₃·3NaHCO₃）、天然碳酸氫鈉（nahcolite）或這些礦在自然存在狀態下它們的混合物。

含NaHCO₃的干采礦石在熱煅燒前首先應破碎至它們的顆粒尺寸分布基本上所有礦粒直徑在1厘米以下或與此相當的尺寸。

含NaHCO₃礦源的煅燒可以采用傳統的煅燒技術。含NaHCO₃礦源的煅燒有效溫度為80℃至300℃，煅燒溫度可通過從煅燒爐卸出物或取出物來測量。煅燒典型地采用回轉式煅燒爐來實現，但其它類型的煅燒爐例如流動床煅燒爐也同樣適用。含NaHCO₃的礦源可間接煅燒，例如用蒸汽管加熱，或直接用油、煤或天然氣或其它燃料源產生的氣體產物用來煅燒。

煅燒過的礦是一種粗制碳酸鈉，很少含有或殘留的碳酸氫鈉，盡管如此，仍殘留有原礦物的不溶物質及非揮發成份。

煅燒過的礦石溶解在熱水溶液中。溶解段通常采取得到一種碳酸鈉漿料的形式，其特征是在溶液和末被溶解的礦的不溶物中至少含有20%（重量）的Na₂CO₃，最好是至少含有25%（重量）的Na₂CO₃的更濃的溶液。

由于礦石中Na Hco₃組分在熱煅燒過程中轉化不完全，在溶解器中的含水碳酸鈉漿料可能仍含有少量的碳酸氫鈉。漿料中的碳酸氫鈉成份最好少于1%（重量）NaHCO₃。

在溶解器中的含水碳酸鈉漿液的溫度至少保持在50℃。溶解器中的溫度最好保持90℃以上而在溶液的沸點以下，以便使煅燒過的礦石具有最大的溶解速度。溶解器的加熱或保溫可以用蒸汽噴入含水的碳酸鈉漿液中，但其它傳統的加熱方法也適用。

來自增稠器（以下說明）溢流出的水溶液專門用于溶解煅燒過的礦石而引入溶解器。如有需要補給用水可加入至增稠器的溢流水溶液中，用作溶解礦石，或者直接加入溶解器中。