烟道气二氧化碳制纯碱

博茨瓦纳纯碱生产工艺和非洲纯碱生产需求概况张晨鼎【摘要】1991年投产的博茨瓦纳Botash的天然碱加工工艺,与美国西尔斯谷矿物公司(Searles Val-ley Minerals Co.)Argus厂近似.钻井抽取苏阿干盐湖下含碱卤水,先晒盐再以碳化法生产纯碱.纯碱生产能力为300 kt/a,盐生产能力为650 kt/a.该装置的特点在于以一乙醇胺提浓锅炉烟道气为CO2气源.目前非洲纯碱生产能力为1.14 Mt/a,实际年产量在700～800 kt,绝大部分来自天然碱加工.市场需求量已达1.4 Mt/a,预测到2017年将增至1.9 Mt/a.【期刊名称】《纯碱工业》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4页(P12-15)【关键词】博茨瓦纳苏阿干盐湖;Botash;卤水碳化;非洲纯碱【作者】张晨鼎【作者单位】内蒙古工业大学化工学院,内蒙古呼和浩特010051【正文语种】中文【中图分类】TQ114.13博茨瓦纳是非洲经济状况较好的国家，面积581 730km2，人口157万。

主要产业是钻石开采和养牛，而纯碱和盐的生产是引领经济增长的动力。

马卡迪卡迪盐沼（Makgadikgadi Pan）在博茨瓦纳中部区，东西约200km，南北约120km，为一广阔的汇水盆地，已被辟为国家公园。

苏阿干盐湖（Sua Pan）在其东部，面积约4 900km2，海拔890m。

干盐湖表层土下赋存含NaCl和Na2CO3的卤水。

Goald（1986）对卤水化学组成进行过分析研究，发现取自不同部位的卤水化学组成并不完全相同，其平均组成为：Na＋67.4g／L，K＋2.25g／L，Cl－79.74 g ／L，13.05g／L，7.0g／L，9.3 g／L。

总Na2CO3储量为233×106 t，NaCl为1 026×106 t，Na2SO4为110×106 t，KCl为34×106 t。

二氧化碳制纯碱的化学方程式
反应方程式1：二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水。

CO2+2NaOH→Na2CO3+H2O
反应方程式2：碳酸钠加热分解生成氧化钠和二氧化碳。

Na2CO3→Na2O+CO2
反应方程式3：氧化钠和水反应生成氢氧化钠。

Na2O+H2O→2NaOH
根据上述方程式，二氧化碳制备纯碱的步骤如下所示：
1.先将二氧化碳气体通过氢氧化钠溶液（NaOH）中。

二氧化碳会与氢氧化钠反应生成碳酸钠（Na2CO3）和水（H2O）。

2.将得到的碳酸钠固体加热，使其分解为氧化钠（Na2O）和二氧化碳（CO2）。

3.最后，将氧化钠和适量的水反应生成氢氧化钠（NaOH）。

这个过程中，碳酸钠虽然可以直接制得氢氧化钠，但为了得到更高纯度的氢氧化钠，需要通过生成氧化钠的中间步骤。

得到的氢氧化钠可以通过蒸发水分，得到较纯的碱液或固体。

这个反应过程中，二氧化碳是从空气中提取的，因此可以视为一种相对环保的方法来制备纯碱。

然而，这个过程较为耗能，需要对碳酸钠加热以及对氢氧化钠溶液进行蒸发。

另外，为了提高反应效率和纯度，通常需要对反应条件和反应物的选择进行优化。

总结起来，二氧化碳制备纯碱的化学方程式包括二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，然后碳酸钠加热分解产生氧化钠和二氧化碳，最后用氧化钠和水反应得到氢氧化钠。

这个过程可以提供一种可行的方法来制备纯碱，但仍然需要考虑能源消耗和环境影响。

联碱法生产纯碱的原理及过程联碱法是一种常用的生产纯碱的方法，其原理是通过氨气与二氧化碳的反应生成碳酸氢铵，再经过加热分解得到氨气和二氧化碳，最后通过吸收二氧化碳生成纯碱。

下面将详细介绍联碱法生产纯碱的过程。

通过氨气发生器产生氨气。

氨气发生器中加入氨气原料，如氨水和石灰石，经过加热分解反应产生氨气。

该反应可表示为：CaO + NH3 → Ca（OH）2 + NH3↑。

然后，将产生的氨气与二氧化碳进行反应生成碳酸氢铵。

氨气和二氧化碳在一定的温度和压力下反应，生成固体碳酸氢铵。

该反应可表示为：2NH3 + CO2 → (NH4)2CO3。

接着，将碳酸氢铵进行加热分解。

碳酸氢铵在高温下分解为氨气和二氧化碳，生成氨气和二氧化碳的反应可表示为：(NH4)2CO3 → 2NH3↑ + CO2↑ + H2O。

将产生的二氧化碳通过吸收剂吸收，生成纯碱。

吸收剂通常使用饱和的氢氧化钠溶液。

氢氧化钠溶液中的NaOH与二氧化碳反应生成碳酸钠溶液，该反应可表示为：NaOH + CO2 → NaHCO3。

通过上述过程，最终得到的产物为纯碱（碳酸钠）。

纯碱的纯度取决于各个步骤中的反应条件和操作技术。

联碱法生产纯碱的过程中需要注意以下几个问题。

首先，氨气和二氧化碳的反应需要在一定的温度和压力下进行，通常在300-350°C 和30-50 atm条件下反应。

其次，碳酸氢铵的加热分解需要控制适当的温度和时间，以避免过度分解或不完全分解。

此外，吸收二氧化碳的过程中需要控制饱和度和温度，以保证产物的纯度。

总的来说，联碱法生产纯碱的原理是通过氨气与二氧化碳反应生成碳酸氢铵，再经过加热分解得到氨气和二氧化碳，最后通过吸收二氧化碳生成纯碱。

这种方法在工业生产中广泛应用，能够高效地生产出高纯度的碳酸钠。

通过不断的优化和改进，联碱法生产纯碱的工艺已经相当成熟，为工业生产提供了可靠的方法。

卤水净化的方法
两碱法
纯碱---烧碱
反应原理公式
MgSO4+2NaOH=Mg(OH)2+NaSO4
CaSO4+Na2CO3=CaCO3+Na2SO4
石灰通烟道气法
第一步骤是在卤水中加入石灰水，使石灰水中的氢氧化钙与卤水中的镁离子（Ｍｇ↑［２＋］）反应，生成氢氧化镁沉淀，除去卤水中的镁离子（Ｍｇ↑［２＋］），过量的氢氧化钙（Ｃａ（ＯＨ）↓［２］）将卤水中的硫酸钠（Ｎａ↓［２］ＳＯ↓［４］）苛化成氢氧化钠（ＮａＯＨ）；第二步骤是在去除镁离子（Ｍｇ↑［２＋］）后的卤水中，通入烟道气，使烟道气中的二氧化碳（ＣＯ↓［２］）与卤水中苛化后的氢氧化钠反应生成碳酸钠，碳酸钠再与卤水中的钙离子（Ｃａ↑［２＋］）反应生成碳酸钙（ＣａＣＯ↓［３］）沉淀，除去卤水中含有的钙离子（Ｃａ↑［２＋］）。

Cao+H2O=Ca(OH)2
MgSO4+Ca(OH)2=Mg(OH)2+CaSO4
CaSO4+NaCO3=CaCO3+Na2SO4。

二氧化碳可以用来制造纯碱，这是一种常见的化学工艺。

其原理是利用二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，碳酸钠经过结晶、干燥等过程得到纯碱产品。

具体来说，该工艺流程如下：
将石灰石、焦炭和食盐混合，加热至高温，生成熔融的碳酸钙、碳和水。

将熔融的碳酸钙与氢氧化钠混合，发生反应生成碳酸钠和水。

该反应的化学方程式为：CaCO3 + 2NaOH → Ca(OH)2 + Na2CO3 + H2O。

将生成的碳酸钠溶液过滤，除去残留的杂质。

将滤液加热至一定温度，使碳酸钠结晶析出，然后进行干燥，得到纯碱产品。

其中，第二步的反应是关键步骤，因为该反应能够将二氧化碳转化为碳酸钠，从而制造出纯碱。

而第一步的反应是为了生成碳酸钙，作为第二步反应的原料。

最后，通过过滤和干燥等过程，将生成的碳酸钠提纯得到纯碱产品。

需要注意的是，该工艺需要大量的能源和水资源，同时也会产生一定量的废弃物和污染物，因此需要采取相应的环保措施。

浅谈生产制造低盐重质纯碱的方法
低盐重质纯碱是一种重要的工业化学品，广泛应用于玻璃、造纸等领域。

生产制造低盐重质纯碱的方法有多种，下面我们来浅谈一下。

首先，氨法生产的过程中所产生的纯碱即为低盐重质纯碱，即所谓的曼海姆碱。

这种生产方法是在氨气的作用下通过沸腾过的重力滤液分离出固体曼海姆盐，再用二氧化碳气体的作用将其转化为曼海姆碱。

这种方法生产出的碱含盐量低，纯度高，但成本较高。

其次，苏打灰法是制造低盐重质纯碱的另一种方法。

该方法利用苏打灰与氯化钙制备氯化钠，同时生成氧化钙和二氧化碳。

然后用水将氧化钙转化为氢氧化钙，再用氧化钙吸收二氧化碳生成碳酸钙，最后将碳酸钙在高温下分解，得到低盐重质纯碱。

这种生产方法成本较低，但在生产过程中会产生二氧化碳等污染物，对环境造成一定影响。

此外，电化学法也可以制备低盐重质纯碱。

该方法将氯化钠加入电分解池中，施加电压使氯离子在阳极上释放，同时在阴极上产生氢气和氢氧化钠。

最终收集氢氧化钠，在高温下将其分解成低盐重质纯碱。

电化学法生产的碱含盐量低，适合规模化生产，但设备投资大，操作难度较大。

综上所述，生产制造低盐重质纯碱的方法有多种，每种方法都有其优缺点，在实际应用中需要根据自身需要选择最合适的方法。

同时，未来应该继续探索更环保、低成本的生产方法，为工业化学品的生产提供更好的选择。

中国井矿盐CHINA WELL AND ROCK SALT第52卷Vol.52常 飞，席云海(榆能集团佳县盐化有限公司，陕西榆林719000)摘要:由于陕北盐田卤水成分的特殊性及卤水温度高(60益多)，顾虑石灰一芒硝要烟道气法一级反应(苛化 反应)过程中芒硝浓度、反应温度影响苛化反应,经过大量研究，并实验室做实验，证明石灰一芒硝一烟道气卤水净 化工艺在陕北盐田应用是可行的遥关键词:卤水;净化工艺;浓度;温度;化学反应中图分类号:TS35文献标识码:A 文章编号：1001-0335(2021)01-0009-04Study on the Application of Lime - Glauberite - Flue Gas Brine PurificationTechnology in Northern Shaanxi Salt FieldChang Fei, Xi Yunhai(Yuneng Group Jia County Salt and Industry Co., Ltd., Yulin, Shaanxi, 719000)Abstract: Due to the particularity ofnorthern Shaanxi salt brine composition and brine temperature is high (more than 60 益),concerns oflime, glauber's salt, flue gas method first order reaction (causticizing reaction) in the process of glauber's salt concentration, reactiontemperature affect the causticizing reaction, through a large number of studies, and laboratory experiment, proves that lime, glauber's salt, brinepurification process offlue gas in the northern Shaanxi yantian application is feasible.Key words: Brine, purification craft, concenreation, temperature, chemical reaction1 前言陕北盐田位于鄂尔多斯盆地内伊陕斜坡的东部，根据目前见盐钻孔资料分析，盐岩总储量约6 万亿吨,占全国总的26%,是一个特大盐岩盐田。

纯碱制造工艺的发展历程纯碱，化学名叫做碳酸钠，俗名苏打。

化学式：Na2CO3，普通情况下为白色粉末，为强电解质。

密度为2.532g/cm3，熔点为851℃，易溶于水，具有盐的通性。

纯碱是一种重要的基本化工原料，广泛应用于建材、轻工、化工、冶金、纺织等工业部门和人们的日常生活。

在建材方面主要用于制造平板玻璃；在轻工方面主要用于洗衣粉、三聚磷酸钠、保温瓶、灯泡、白糖、塘瓷、皮革、日用玻璃、造纸等；在化工方面主要用于苛化烧碱、小苏打、红矾钠、硝酸钠、亚硝酸钠、硅酸钠、硼砂等；在冶金方面主要用作冶炼助熔剂等。

另外，纯碱还可用于显像管、石油、医药、国防军工等部门。

早期纯碱都是取自天然的植物碱或矿物碱，由于技术落后，产量很低，渐渐地无法满足人们的生活需求。

随着18世纪中期工业革命从英国开始后，纺织、印染、造纸、制皂和玻璃等工业需求的碱量剧增，单靠从植物碱和矿物碱提取的碱明显不足，人工制碱在这个时候诞生了。

一、吕布兰法1.产生背景1783年，法国科学院以1200法郎高额奖金悬赏征求制造纯碱的方法。

1789年，法国奥尔良地区封建主公爵的侍从医生吕布兰（N．Leblanc,1742—1806）成功地创造了一种制碱的方法，1791年获得专利，建立起日产250—300 kg的碱厂。

吕布兰制碱法所用的原料主要有食盐、硫酸、木炭和石灰石。

直到20世纪20年代被索尔维法所取代。

2.生产工艺第一步利用硫酸将食盐转变为硫酸钠：2NaCl + H2SO4===Na2SO4 + 2HCl第二步将硫酸钠与木炭、石灰石在炉中共热。

炉中硫酸钠与木炭作用后生成硫化钠和一氧化碳：Na2SO4 + 4C===Na2S + 4CO↑接着硫化钠与石灰石（CaCO3）进行反应，生成碳酸钠和硫化钙：Na2S + CaCO3===Na2CO3 + CaS由于产物中混有未反应的黑炭，因此产物成黑色灰状物，称为黑灰。

黑灰中含40%—45%的碳酸钠。

第三步将黑灰用水浸取，溶液经浓缩后碳酸钠结晶析出。

中考化学通常会涉及到一些基础的工业流程，例如制盐、制氧气、制硫酸、制碳酸氢钠等。

下面以制碳酸氢钠为例，简单介绍一下其工业流程：
1. 溶解纯碱：将纯碱按一定比例加入蒸馏水中，搅拌至完全溶解。

2. 加入二氧化碳气体：通过管道将二氧化碳气体加入溶解后的纯碱水中，反应生成碳酸纳和水。

3. 进行分离：利用过滤器或离心机将碳酸纳沉淀物与水分离开来。

4. 加入硝酸钠：将硝酸钠按一定比例加入沉淀物中，反应生成碳酸氢钠和硝酸纳。

5. 分离和干燥：利用过滤器或离心机将碳酸氢钠沉淀物与水分离开来，然后将碳酸氢钠沉淀物晾干即可得到成品。

以上就是制碳酸氢钠的基本工业流程。

在实际生产中还需要进行各种控制和调节，以确保产品的质量和产量。

侯氏制碱法反应原理
侯氏制碱法原理，是依据离子反应发生的原理进行的，离子反应会向着离子浓度减小的方向进行。

也就是很多初中高中教材所说的复分解反应有沉淀，气体和难电离的物质生成。

要制纯碱，先制得溶解度较小的nahco3。

优点
侯氏制碱法与索尔维较之，具备以下优点：
最大的优点是使nacl的利用率提高到96%以上。

另外它综合利用了氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子，同时，生产出来两种难能可贵的产品——纯碱和氯化铵。

将氨厂的废气二氧化碳，转型为碱厂的主要原料去制备纯碱，这样就节省了碱厂里用作制备二氧化碳的巨大的石灰窑；
将碱厂的无用的成分氯离子（cl－）来代替价格较高的硫酸固定氨厂里的氨，制取氮肥氯化铵。

从而不再生成没有多大用处，又难于处理的氯化钙，减少了对环境的污染，并且大大降低了纯碱和氮肥的成本，充分体现了大规模联合生产的优越性。