[其他]用硫酸鈉生產氫氧化鈉的方法

無效

• 申請號: 88103072
• 申請日: 1988-05-28
• 公開（公告）號: CN88103072A
• 公開（公告）日: 1988-11-09
• 發明（設計）人: 鄒鳳祥
• 申請（專利權）人: 鄒鳳祥
• 主分類號: C01D1/20
• 分類號: C01D1/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于堿金屬氫氧化物的生產方法。

氫氧化鈉是最重要的基礎化工原料之一。無論是含量較低的液體產品還是含量較高的固體產品都是國計民生一日不可短缺的。它被廣泛應用于幾乎所有各種專業領域。

現有的氫氧化鈉生產方法有兩種，一是電解法，一是苛化法。這兩種方法都是以氯化鈉為主要原料，因為苛化法使用的純堿目前也是用氯化鈉為原料生產的。電解法中，無論是隔膜法還是水銀法還是離子膜法，都要消耗大量極為寶貴的電能。而苛化法則要消耗目前仍十分短缺的純堿為原料。食鹽電解和純堿苛化這兩種方法均問世很久，為人所熟知。

本發明的目的，是用資源豐富、價格低廉的硫酸鈉為原料，使它經過一次化學反應直接轉化成氫氧化鈉。

含結晶水的硫酸鈉俗稱芒硝。主要來源于礦物、鹽湖和海水制鹽的付產物。化學工業中也有一些生產過程付產硫酸鈉。例如一座年產5000噸合成脂肪酸的工廠，在用石蠟生產皂用酸的過程中，每日付產約15噸硫酸鈉，它被以水溶液的形式排放。有些工廠曾試圖將其回收，但由于經濟和產品質量方面的原因都不得不放棄努力。如果采用本發明的方法，15噸硫酸鈉將可以生產約8噸100%的氫氧化鈉，相當于這座工廠的日耗堿量。

用硫酸鈉生產純堿的努力至今沒有停止過。最早的路布蘭法制堿實質上也是以硫酸鈉為出發點的。后來則有聯產純堿和硫酸銨的方法。這些方法都因為經濟方面的原因沒有能夠實現工業化。即使能夠采用這些方法生產純堿，如果我們希望的最終產品是氫氧化鈉，則仍然還需要再把純堿苛化成燒堿。

本發明所述的用硫酸鈉生產氫氧化鈉的方法，至今未見有人提出。

本發明所述的方法是以溶度積原理為理論基礎的。在反應體系中，同時存在水、硫酸鈉、氫氧化鈣和碳酸鋇。由于硫酸鋇的溶度積小于碳酸鋇，所以碳酸鋇逐漸溶解轉化為硫酸鋇沉淀并游離出碳酸根。根據理論計算，反應達到平衡時液相中碳酸根和硫酸根的濃度比為73∶1。但是隨反應的不斷進行，液相中碳酸根濃度不斷增大并達到一定值后，碳酸鋇的溶解速度變得很慢，以至想使反應達到平衡就需要一個漫長的時間。為了降低液相碳酸根濃度使碳酸鋇盡快溶解，使硫酸根盡快以硫酸鋇的形式沉淀下來并向體系中引入氫氧根，向系統中加入氧化鈣。氧化鈣與水迅速生成氫氧化鈣。由于碳酸鈣的溶度積小于氫氧化鈣，所以氫氧化鈣不斷溶解而碳酸根則以碳酸鈣的形式沉淀析出，游離出的氫氧根則與硫酸鈉中的鈉離子結合成氫氧化鈉。過程用化學方程式如下表示：

沒有必要擔心終產物含有鋇離子。因為反應終了的系統中仍然含有許多硫酸根離子，由于硫酸鋇溶度積非常小這一眾所周知的原因，以鋇離子狀態存在于液相終產物的鋇將少得甚至不能用化學法檢出。

本發明的方法產生的硫酸鋇可以用熟知的方法經還原和碳化重新制成碳酸鋇。鋇離子做為硫酸根沉淀劑和碳酸根的載體循環使用。碳酸鋇生產中產生的硫化氫氣體可以用熟知的方法生產硫酸或其它產品。這些反應的方程式如下：

本發明的方法產生的碳酸鈣可以經過煅燒重新制成氧化鈣和二氧化碳氣。氧化鈣用于苛化硫酸鈉，二氧化碳則用于碳酸鋇的生產。

本發明的方法獲得的約10%重量百分濃度的氫氧化鈉水溶液可以用熟知的蒸發方法制成液體燒堿和固體燒堿。蒸發中析出的未反應的硫酸鈉重新用做原料。不計算損耗時硫酸鈉的總轉化率為100%。