CN105026314A - 用于从包含碳酸氢钠的矿石矿物生产碳酸钠的方法 - Google Patents

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Abstract

从包含碳酸氢钠的矿石矿物生产碳酸钠的方法，根据该方法：将具有通过筛分测量的小于250μm的平均粒径D50的碳酸钠颗粒溶解在水溶液中；将该包含碳酸钠的所产生的生产溶液引入电渗析器的碱性较弱的室中，该电渗析器包括交替的碱性较弱和碱性较强的相邻的室，这些室通过阳离子膜彼此分开，这些碱性较强的室在一侧由双极性膜的阴离子面限定并且在另外一侧由这些阳离子膜限定；通过将穿过该阳离子膜的钠离子的通量和穿过这些双极性膜的阴离子面的羟基离子的通量相结合而在这些碱性较强的室中生成包含氢氧化钠的溶液；将该包含氢氧化钠的溶液从该电渗析器的这些碱性较强的室中提取出来并且用以构成反应溶液；使该反应溶液与包含碳酸氢钠的矿物矿石相接触以形成包含碳酸钠的生成的溶液。

Description

用于从包含碳酸氢钠的矿石矿物生产碳酸钠的方法
本申请要求于2012年12月07日提交的美国临时申请号61/734745的优先权，出于所有目的将该申请的全部内容通过引用结合在此。
本发明涉及一种用于从包含碳酸氢钠的矿石矿物、特别是从天然碱、苏打石或从其他富含碳酸氢钠价值的矿物地下矿石类如碳氢钠石(Wegscheiderite)或Decemite生产碳酸钠的方法。
苏打石是主要由碳酸氢钠构成的矿石。例如在科罗拉多州西北部的皮申斯溪盆地(Piceance Creek Basin in Northwestern Colorado)存在大量的苏打石，这些沉积物在绿河组(Green River formation)的盐田区域处于床层和散布晶体的形式。
天然碱矿石是包含约90％-95％的倍半碳酸钠(Na2CO3.NaHCO3.2H2O)的矿物。在靠近绿河(Green River)的怀俄明州(Wyoming)西南部发现了大量的矿物天然碱的矿床。这种沉积物包括天然碱和混合的天然碱以及石盐(岩盐或NaCl)的床层。通过保守估算，这些主要的天然碱床层包含约750亿公吨的矿石。这些不同的床层彼此交叠，并且是通过页岩层被分隔开的。该天然碱的品质根据它在岩层中的具***置而变化。
对在绿河中开采的天然碱矿石的典型分析如下：
表1
组分 重量百分比
Na2CO3 43.6
NaHCO3 34.5
H2O(结晶的和游离的水分) 15.4
NaCl 0.01
Na2SO4 0.01
Fe2O3 0.14
不溶物 6.3
在天然碱矿石中发现的倍半碳酸钠是一种络盐，这种络盐可溶于水并且溶解以产生大致5重量份的碳酸钠(Na2CO3)和4份的碳酸氢钠(NaHCO3)，如以上分析中所示。对该天然碱矿石进行处理以去除不可溶的材料、有机物质以及其他多种杂质，以便回收天然碱中包含的有价值的碱。
从天然碱生产的最有价值的碱是碳酸钠。碳酸钠是在美国制造的最大量的碱类商品的其中一种。在1992年，来自怀俄明州的基于天然碱的碳酸钠包括了整个美国苏打灰产量的大约90％。碳酸钠的主要用途是在玻璃制造工业中并且用于生产小苏打、洗涤剂以及纸制品。
从天然碱矿石生产碳酸钠的一种常见的方法被称为“一水碱法”。在该方法中，将粉碎的天然碱矿石煅烧(即，加热)成粗碳酸钠，然后将该粗碳酸钠溶解在水中。将所生成的水溶液纯化并且进给到一台结晶器中，在该结晶器中纯的一水碳酸钠晶体发生结晶。将这些一水合物晶体从母液中分离出并且随后干燥成无水碳酸钠。然而，这种方法是非常能量密集的，主要是由于该煅烧步骤，该步骤要求使用大量的煤、燃料、气体或它们的混合物。
已经试图通过使用多种电渗析方法减少用于生产碳酸钠和碳酸氢钠的能量消耗。US 4636289披露了用于从天然碱以及碳酸钠与碳酸氢钠的其他混合物中回收碳酸钠的一种方法。在US 4636289中，在电渗析室中生产了氢氧化钠并且将其用于对这些矿物矿石进行溶解采矿。然而，这种方法要求将硫酸钠引入这些电渗析器的酸性室中，这似乎难以用一种成本上有效果并且有效率的方式付诸实施。
在以SOLVAY的名义的WO 2009/087145和WO 2009/087149中，描述了多种方法，其中将在电渗析器中生成的氢氧化钠与含有碳酸氢钠的矿物矿石接触并将其转化为钠基产品，其中包括碳酸钠。所生成的碳酸钠被部分用于供给电渗析器。然而在这些非常有效的方法中，很难处理含有大量杂质的矿石，特别是有机杂质，因为它们可以损害电渗析器的功能。
本发明的目的在于以一种简单、经济的方式从含有杂质的矿石矿物生产碳酸钠，从而避免已知方法的大的能量消耗。
因此，本发明涉及从包含碳酸氢钠的矿石矿物生产碳酸钠的一种方法，根据该方法：
·将具有通过筛分测量的小于250μm的平均粒径D50的碳酸钠细颗粒物溶解在水溶液中；
·将该包含碳酸钠的所产生的生产溶液引入电渗析器的碱性较弱的室中，该电渗析器包括交替的碱性较弱和碱性较强的相邻的室，这些室通过阳离子膜彼此分开，这些碱性较强的室在一侧由双极性膜的阴离子面限定并且在另外一侧由这些阳离子膜限定；
·通过将穿过该阳离子膜的钠离子的通量和穿过这些双极性膜的阴离子面的羟基离子的通量相结合而在这些碱性较强的室中生成一种包含氢氧化钠的溶液；
·将该包含氢氧化钠的溶液从该电渗析器的这些碱性较强的室中提取出来并且用以构成一种反应溶液；
·使该反应溶液与包含碳酸氢钠的矿物矿石相接触以形成包含碳酸钠的一种生成的溶液；
优选地根据本发明的方法，将该生成的溶液的一部分用来构成溶解该碳酸钠颗粒的该水溶液。
在根据本发明的方法中，将碳酸钠细颗粒物直接增值用于氢氧化钠的生产。的确，这种细颗粒物具有低市场价值，而在本发明中它们的溶解是容易的。
在根据本发明的方法中，碳酸钠细颗粒物具有通过筛分测量的小于250μm的平均粒径D50。
表述通过筛分测量的平均粒径D50，它意味着在本发明的语境中，通过筛分测量的粒径D50称为平均粒径或质量中数直径，它是粒径分布的中间值或者换言之在累积分布中50％处的粒径。例如，如果D50等于155μm，这意味着样品中50％的颗粒大于155μm并且50％小于155μm。
与D50直径使用相同的惯例，D90直径描述了其中分布的90％具有更小的粒径并且10％具有更大的粒径。相似地，D10直径描述了其中分布的10％具有更小的粒径并且90％具有更大的粒径。例如，如果D10等于20μm，这意味着样品中10％的颗粒小于20μm并且如果D90等于500μm，这意味着样品中90％的颗粒小于500μm。
在有利的实施例中，细颗粒物具有的通过筛分测量的中数直径D50，为大于10μm，优选地大于25μm，更优选地大于50μm。在这些具体的实施例中，该细颗粒物具有的通过筛分测量的D10直径，包含在0.5μm和20μm之间，优选地在1μm和10μm之间，更优选地在2μm和8μm之间。在其他具体的实施例中，它们具有的通过筛分测量的D90直径，在250μm和500μm之间，更优选地在300μm和400μm之间。
在一个推荐的本发明的实施例中，具有通过筛分测量的小于250μm的平均直径D50的细碳酸钠颗粒物，具有的总杂质含量小于10g/kg，优选地小于5g/kg，更优选地小于2g/kg。杂质包括除碳酸钠和一水合碳酸钠以外的所有组分。可以在运行一水合物工艺的工厂中方便地生产这种纯的并且细小的颗粒。可以在例如“Natural sodaAsh”(“天然苏打粉”),1992,D.E.GARRETT,Van Nostrand Reinhold第267-300页中找到这种众所周知的方法的描述，其必要步骤在上文总结。这种细碳酸钠颗粒的纯度对于电渗析膜的功能具有有益效果。
在这一推荐的实施例的优选的变体中，将一水合碳酸钠颗粒引入干燥器以生成无水碳酸钠，从该干燥器中提取负载有碳酸钠颗粒的气体流，并且将该负载有碳酸钠颗粒的气体流过滤以生成具有通过筛分测量的小于250μm的平均粒径D50的该细碳酸钠颗粒。
在根据本发明的方法中，该电渗析器包含至少两种类型的室以及两种类型的膜，阳离子的和双极的。双极性膜是一种离子交换膜，它包括一个阳离子面(对于阳离子可渗透而对于阴离子不可渗透)以及另一个阴离子面(对于阴离子可渗透而对于阳离子不可渗透)。这种膜可以通过两个单极性膜的并置来生产。在足够的电场下，并且在水溶液中，唯一可能的反应是水在这两个单极膜之间的界面上裂解为H+和OH-，然后它们对应地穿过阳离子和阴离子的单极性膜并且离开该膜进入这些相邻的室中。所推荐的是通过如在SOLVAY名下的专利申请WO 01/79335中所描述(特别是如在其权利要求书中所描述)的方法来生产这些双极性膜。
在某些实施方案中，它可以包含多个另外类型的室和阴离子膜。
在该方法的一个优选实施方案中，该电渗析器包括仅两种类型的室以及仅阳离子的和双极性的膜。在本实施例中，其中该电渗析器的碱性较弱的和碱性较强的室被交替的阳离子的和双极性的膜分开，因此每个室在一侧被阳离子膜限定并且在另一侧被双极性膜限定。
在根据本发明的方法中，氢氧化钠与包含在矿物矿石中的碳酸氢钠发生反应。生成的碳酸钠(由于其高的溶解度)容易从该矿石中溶解出，这允许有效地提取该矿物矿石的钠价值物。该反应溶液有利地包含至多120g/kg的氢氧化钠，优选地至多100g/kg的氢氧化钠，和自多40g/kg的碳酸钠，优选地至多30g/kg的碳酸钠。尽管如此，优选的是该反应溶液包括至少40g/kg的氢氧化钠、更优选地至少50g/kg的氢氧化钠。
通常，该反应溶液是通过将包含氢氧化钠的溶液(它是从这些碱性较强的室中提取的)与淡水或再循环的水相混合(以便将其稀释)而进行制造的。
然而，包含氢氧化钠的溶液可以有利地按原样使用以形成该反应溶液并且使之直接与矿物矿石相接触。根据具体情况，来自这些碱性较强的室的输出物将不得不被再引入它们的输入物中，以得到最佳的氢氧化钠浓度。
对该反应溶液的构成进行的控制允许调整该生成的溶液的构成。有利的是该生成的溶液有利地包含至少200g/kg、优选地至少250g/kg的碳酸钠。
在根据本发明的方法的一个推荐的实施方案中，将该生成溶液的至少一部分进行蒸发以产生包含碳酸钠晶体的悬浮液，这些碳酸钠晶体被分离出并且增值。该蒸发可以如按一水碱法来进行，优选通过使用机械式蒸气再压缩。然后优选将这些一水合碳酸钠晶体加工成致密的苏打灰。
在根据本发明的方法中，将包含碳酸钠的生产溶液引入该电渗析器的碱性较弱的室中。由于穿过该阳离子膜的Na+离子的通量以及正在进入的H+离子的通量，所进入的碳酸钠的至少一部分被转化为碳酸氢钠，从而形成包含碳酸氢钠的输出溶液。
根据在该生产溶液中的碳酸钠和碳酸氢钠的浓度，在有利的实施方案中还可以发生的是在该池的碱性较弱的室的输出时将该碳酸氢钠转化为二氧化碳。然后可以将该二氧化碳与处于该方法的其他阶段的碳酸钠溶液反应，以生产碳酸氢钠晶体。
在该方法的一个推荐的实施例中，将包含碳酸氢钠的溶液从该电渗析器的这些碱性较弱的室中提取出来，然后将该溶液冷却以生成包含碳酸氢钠晶体的悬浮液并且将该悬浮液分离为增值的碳酸氢钠晶体以及碳酸氢钠母液。然后优选将该母液脱碳酸氢盐，以便在一侧产生包含CO2的气体并且在另一侧产生贫乏碳酸氢钠而富含碳酸钠的脱碳酸氢盐的溶液。该脱碳酸氢盐的溶液优选地包含不多于60g/kg，更优选地不多于50g/kg，最优选地不多于40g/kg的碳酸氢钠。可以将该脱碳酸氢盐的溶液与该生产溶液相混合并且引入该电渗析器中。它还可以与该生成的溶液相混合以形成该反应溶液。该脱碳酸氢盐作用可以通过蒸气或优选通过汽提进行。将该碳酸氢钠母液更优选地脱碳酸氢盐并且将其引入该电渗析器的碱性较弱的室中。
为了在该电渗析器的碱性较强的室中生产包含氢氧化钠的溶液，必需限制能够被引入这些室中的碳酸氢钠的通量。事实上，HCO3 -离子进入这些碱性较强的室的最大通量受到穿过这些双极性膜和阳离子膜而引入这些室中的OH-离子和Na+离子通量所限制。这些碱性较强的室可以有利地通过向它们中引入刚刚在以上说明的推荐的实施方案生产的脱碳酸氢盐的溶液来进料。作为替代方案，它可以由稀释的碳酸钠溶液(有利地包含至少20g/kg碳酸钠、但最多70g/kg，优选最多50g/kg碳酸钠)进料。
在一个优选实施方案中，这些碱性较强的室不用任何来自外部的溶液进料。在本实施方案中，这些碱性较强的室仅包含原位生产的NaOH，通过Na+和OH-离子(穿过这些阳离子膜以及双极性膜的阴离子面)的结合进入那些室，流向这些室的输入物是取自它们的输出物(再循环)，其中必要时仅供给水。在本实施方案的一个变体中，甚至避免了外部水的供应，这些碱性较强的室是仅通过流经这些离子交换膜而进入它们之中的水来进料的。
根据本发明的方法可以使用仅一个电渗析器来进行。然而有可能使用若干个电渗析器，来自它们中一些的输出物被用作其他电渗析器的输入物。
例如，在根据本发明的方法的一个推荐的实施方案中，将包含碳酸氢钠的溶液(从该电渗析器的碱性较弱的室中提取出来的)引入另一个电渗析器的碱性较弱的室中。在这个实施方案中，优选首先将包含从该第一电渗析器的碱性较弱的室中提取出来的碳酸氢钠的溶液进行冷却并且分离由于冷却而出现的碳酸氢钠晶体。然后将母液引入其他的电渗析器中。另外，在该实施方案中，推荐的是被引入其他电渗析器中的包含碳酸氢钠的溶液中碳酸钠的浓度足够低以至产生CO2气体，进入该另一个电渗析器的碱性较弱的室中。的确，作为Na+离子穿过这些阳离子膜的结果，当所有进入这些碱性较弱的室的碳酸钠都已经转化为碳酸氢钠时，Na+离子穿过那些膜的任何额外的通量将具有的结果是将碳酸氢钠破坏为CO2和水。然后有利地使用所产生的CO2气体与通过与矿物矿石接触而产生的碳酸钠溶液的一部分进行反应，以生产碳酸氢钠晶体。该反应可以在适合用于碳酸钠溶液的碳酸化作用的气-液接触器中进行。根据情况，可以首先将该碳酸钠溶液在其碳酸化之前通过任何适当的手段进行浓缩。
根据本发明，碳酸钠溶液非常易于通过氢氧化钠与矿物矿石的碳酸氢钠部分反应得到。可以利用不同的矿物矿石并且可以使这些矿物矿石与该反应溶液以非常不同的方式(例如，在表面设备中使用挖掘的矿物矿石类)相接触。该方法的简单性允许以大的工业规模使用它。特别有意义的是将这些反应溶液引入地下并且使其与地下的矿物矿床相接触。然后在地下形成包含碳酸钠的溶液并且通过常规的溶解采矿技术进行提取。本实施方案适合于天然碱、苏打石、碳氢钠石或Decemite矿物地下矿石类。在一个特别优选的实施方案中，包含碳酸氢钠的矿物矿石是地下的天然碱或苏打石矿石矿物。
根据情况，还可以有利地将反应溶液的一部分与手边已有的包含碳酸氢钠的溶液相混合，以将该碳酸氢钠的至少一部分转化为碳酸钠。
一个根据本发明的特别优选的实施例是这样一个实施例，根据该实施例：
·将具有通过筛分测量的小于250μm的平均直径D50的碳酸钠细颗粒流，添加到进料溶解器，在其中将该细颗粒物与淡水和来自电渗析器的碱性较弱的室内的再循环溶液混合，以形成含有碳酸钠的产生的生产溶液；
·将这种产生的生产溶液引入电渗析器的碱性较弱的室中，该电渗析器包括交替的碱性较弱和碱性较强的室，这些室被阳离子膜彼此分开，这些碱性较强的室在一侧由双极性膜的阴离子面限定并且在另外一侧由这些阳离子膜限定；
·将包含碳酸氢钠的溶液从这些碱性较弱的室中提取出来，并且将包含氢氧化钠的溶液从该电渗析器的这些碱性较强的室中提取出来；
·将氢氧化钠溶液的一部分作为生产溶液提取出来，而将其余的溶液与淡水混合以形成被送回电渗析器的碱性较强的室的反应溶液；
·将淡水与含有氢氧化钠的生产溶液混合，以形成被注射进入地下的天然碱矿(作为含有碳酸钠的矿石矿物的地下的天然碱矿石矿物)的反应溶液；
·从天然碱矿中提取含有碳酸钠的溶液，并且将其送至蒸发器中，在其中形成一水合碳酸钠晶体，这些晶体然后例如通过转化成重苏打灰来优选地增值；
·从含有碳酸氢钠(从碱性较弱的室提取)的溶液中去除小的清洗流，以控制杂质的水平，并且其余的溶液送至进料溶解器。
与根据现有技术的方法相比，根据本发明的方法呈现出以下优势：允许比以其他方式溶解和循环回到该方法中或者混合在碳酸钠最终产物中(结果将具有较低的品质)的碳酸钠细颗粒物的更好的增值。
此外，与根据现有技术的方法相比，特别是根据WO 2009/087145和根据WO2009/087149的方法，通过使用固体碳酸钠，根据本发明的方法呈现出允许更好的水平衡的优势，即可以分开地控制来自碳酸钠的水。补充性地，使用成品而不是中间体或者来自矿物的清洗液或盐水允许更低的污染。此外，通过引入更少的杂质，大大减少了排出***的清洗液的量，并且在此工艺中它是可再循环的。相反地，在没有与用于去除碳酸氢盐相关的巨大成本(石灰)的情况下，不能再循环来自以液体进料的电渗析***的清洗液。最终，通过引入更少的杂质，过滤和液体进料清洁步骤更小型而且更廉价。
若任何通过引用结合在此的专利、专利申请、以及公开物的披露内容与本申请的描述相冲突的程度到了可能导致术语不清楚，则本说明应该优先。
附图说明了根据本发明特别优选的实施例。将具有通过筛分测量的小于250μm的平均直径D50的碳酸钠细颗粒流1，添加到进料溶解器3，在其中将它们与淡水2和来自电渗析器5的碱性较弱的室内的再循环溶液17混合，以形成含有碳酸钠的产生的生产溶液4。将该溶液4引入一个电渗析器5(包含多个交替的碱性较弱的室和碱性较强的室)的碱性较弱的室中。将包含碳酸氢钠的溶液6从这些碱性较弱的室中提取出来，并且将包含氢氧化钠的溶液7从该电渗析器的这些碱性较强的室中提取出来。将氢氧化钠溶液的一部分作为生产溶液8提取出来，而将其余的溶液9与淡水10混合以形成被送回电渗析器5的碱性较强的室的反应溶液11。
将淡水12与包含氢氧化钠的生产溶液8相混合，以形成反应溶液13。将反应溶液13注射到地下的天然碱矿14(作为含有碳酸钠的矿石矿物的地下的天然碱矿石矿物)中。将含有碳酸钠15的溶液从该天然碱矿中提取出来并送至一个蒸发器(未表示)中，在该蒸发器中形成了一水合碳酸钠晶体。此后将这些晶体优选地增值，例如通过转化为致密的苏打灰。
从溶液6中去除小的清洗流16，以控制杂质的水平。将其余的溶液17回送至进料溶解器3。
本发明的细节和特殊性将从以下实例的说明中显现出。
筛分
细碳酸钠颗粒的平均直径D50已通过筛分测量。所使用的装置是
·标准筛，美国筛号，16，20，30，40，50，70，100，140，200和底盘，
·具有定时器的Tyler Ro-Tap摇筛机，
·台秤，
·钮扣型毛刷(Button Brush)，
·大型称量托盘，
·等级200粒度分析器。
在称重之后，将100g的样品转移到一叠按照降序排列(以#16开始并且以底盘结束)的筛子的顶部筛子上。然后将该筛叠放置在Ro-Tap上并且振摇3分钟(+/-5秒)。然后记录被每个筛子所保留的产物的最接近0.1g的重量。如果要求，通过用钮扣型毛刷轻微刷过筛网底部来去除一些楔进筛孔的颗粒，然后在保持筛子在天平托盘上方的同时轻轻敲打框架。已用等式Wt％＝(WR/T)×100计算在每一个筛子上保留的产物的重量％(Wt％)，WR为每个筛子保留的重量并且T为所有筛子的累积重量。报道百分数为最接近的0.1％。
从如以下所示的累积图中测定D10、D50和D90直径，y轴上为产物的累积百分数并且x轴上为直径。
实例
将一水合碳酸钠颗粒引入一个干燥器中以生成无水碳酸钠，将负载有碳酸钠颗粒的气体流从该干燥器中提取出来，并且过滤该负载有碳酸钠颗粒的气体流以生成具有通过如以上所述的筛分测量的155μm的平均直径D50、通过如以上所述的筛分测量的5.5μm的D10直径以及通过如以上所述的筛分测量的385μm的D90直径的细碳酸钠颗粒。将一定量的这种细颗粒物溶解在水溶液中以生成0.024m3/h量的含有110g/kg碳酸钠的生产溶液，该生产溶液进而在29℃下引入到一个电渗析器的碱性较弱的室中。该电渗析器包括由ASTOM生产的、型号为NEOSEPTA BP-1E的多个双极性膜以及由DuPont生产的多个阳离子膜324。向该单元池施加1kA/m2的电流密度。将包含117g/kg碳酸氢钠和20g/kg碳酸钠的溶液在65℃的温度下从该电渗析器的碱性较弱的室中以0.023m3/h的流速提取出来。将该溶液在一个结晶器中冷却至30℃，从而导致产生0.78kg/h的碳酸氢钠晶体。将包含357g/kg氢氧化钠的溶液以0.002m3/h的流速并且在65℃的温度下从该电渗析器的碱性较强的室中提取出来。在将0.007m3/h的水与0.003m3/h的脱碳酸氢盐母液10”混合后，将含有68g/kgNaOH和27g/kg Na2CO3的反应溶液以0.012m3/h的流速在50℃的温度下引入到含有天然碱矿石的天然碱矿中，该天然碱矿石具有本说明书的引言部分中描述的组成，该矿石的温度大致为25℃。将包含280g/kg Na2CO3的溶液从该矿物中以0.014m3/h的流速并且在大致30℃的温度下提取出来，并且用于蒸发和碳酸钠结晶。

Claims (12)

1.从包含碳酸氢钠的矿石矿物生产碳酸钠的方法，根据该方法：
·将具有通过筛分测量的小于250μm的平均粒径D50的碳酸钠细颗粒物溶解在水溶液中；
·将该包含碳酸钠的所产生的生产溶液引入电渗析器的碱性较弱的室中，该电渗析器包括交替的碱性较弱和碱性较强的相邻的室，这些室通过阳离子膜彼此分开，这些碱性较强的室在一侧由双极性膜的阴离子面限定并且在另外一侧由这些阳离子膜限定；
·通过将穿过该阳离子膜的钠离子的通量和穿过这些双极性膜的阴离子面的羟基离子的通量相结合而在这些碱性较强的室中生成包含氢氧化钠的溶液；
·将该包含氢氧化钠的溶液从该电渗析器的这些碱性较强的室中提取出来并且用以构成反应溶液；
·使该反应溶液与包含碳酸氢钠的矿物矿石相接触以形成包含碳酸钠的生成的溶液。
2.根据权利要求1所述的方法，其中将该生成的溶液的一部分用来构成溶解该碳酸钠颗粒的该水溶液。
3.根据权利要求1所述的方法，其中将一水合碳酸钠颗粒引入干燥器以生成无水碳酸钠，从该干燥器中提取负载有碳酸钠颗粒的气体流，并且将该负载有碳酸钠颗粒的气体流过滤以生成具有通过筛分测量的小于250μm的平均粒径D50的该碳酸钠颗粒。
4.根据权利要求1所述的方法，其中将该生成的溶液的至少一部分蒸发以生成包含碳酸钠晶体的悬浮液，这些晶体被分离并且增值。
5.根据权利要求1所述的方法，其中将包含碳酸氢钠的溶液从该电渗析器的这些碱性较弱的室中提取出来，然后将该溶液进行冷却以生成包含碳酸氢钠晶体的悬浮液，并且将该悬浮液分离为增值的碳酸氢钠晶体以及碳酸氢钠母液。
6.根据权利要求5所述的方法，其中将该碳酸氢钠母液脱碳酸氢盐并且引入该电渗析器的这些碱性较弱的室中。
7.根据权利要求5所述的方法，其中将该碳酸氢钠母液脱碳酸氢盐并且引入该电渗析器的这些碱性较强的室中。
8.根据权利要求5所述的方法，其中将该母液引入另一个电渗析器的碱性较弱的室中。
9.根据权利要求8所述的方法，其中该母液的碳酸钠的浓度足够低至在该另一个电渗析器的碱性较弱的室中产生CO2气体。
10.根据权利要求9所述的方法，其中使该产生的CO2与包含碳酸钠的该生成的溶液的至少一部分相接触，以便产生碳酸氢钠晶体。
11.根据权利要求1所述的方法，其中将包含氢氧化钠的该反应溶液的一部分与包含碳酸氢钠的溶液相混合，以便将该碳酸氢钠的至少一部分转化为碳酸钠。
12.根据权利要求1至10中任何一项所述的方法，其中该包含碳酸氢钠的矿物矿石是地下的天然碱或苏打石矿石矿物。
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CN114216812A (zh) * 2022-01-19 2022-03-22 湖北省兴发磷化工研究院有限公司 一种测定复配水份保持剂中碳酸钠和碳酸氢钠含量的方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3184287A (en) * 1961-10-05 1965-05-18 Fmc Corp Process for the production of soda ash from underground trona deposits
US3953073A (en) 1974-05-17 1976-04-27 Kube Wolfram H Process for the solution mining of subterranean sodium bicarbonate bearing ore bodies
US4044097A (en) 1976-06-17 1977-08-23 Allied Chemical Corporation Recovery of soda values from sodium carbonate crystallizer purge liquors
US4238305A (en) 1979-10-29 1980-12-09 Allied Chemical Corporation Electrodialytic process for the conversion of impure soda values to sodium hydroxide and carbon dioxide
US4636289A (en) 1983-05-02 1987-01-13 Allied Corporation Solution mining of sodium minerals with acids generated by electrodialytic water splitting
US4584077A (en) 1984-08-13 1986-04-22 Allied Corporation Process for recovering sodium carbonate from trona and other mixtures of sodium carbonate and sodium bicarbonate
BE1006054A3 (fr) 1992-07-03 1994-05-03 Solvay Procede de fabrication d'une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium.
US6294066B1 (en) 1997-01-23 2001-09-25 Archer Daniels Midland Company Apparatus and process for electrodialysis of salts
FR2807950B1 (fr) 2000-04-19 2002-07-19 Solvay Procede de fabrication d'une membrane bipolaire et utilisation de la membrane bipolaire ainsi obtenue
TR200403060A2 (tr) 2004-11-11 2006-06-21 Eti Soda Üretim Pazarlama Nakliyat ve Elektrik Üretim Sanayi ve Ticaret A. Ş. Bikarbonat içeren çözeltilerden ağır soda, sodyumbikarbonat, hafif soda ve sodyum silikat üretimi
US7655053B1 (en) * 2006-09-08 2010-02-02 Bowman Ronald W Process for sodium carbonate crystals from solutions
EP2078698A1 (en) 2008-01-08 2009-07-15 SOLVAY (Société Anonyme) Process for producing sodium carbonate
EP2078697A1 (en) 2008-01-08 2009-07-15 SOLVAY (Société Anonyme) Process for producing sodium carbonate and/or sodium bicarbonate from an ore mineral comprising sodium bicarbonate
TR201105519T1 (tr) 2008-12-22 2011-09-21 Solvay (Societe Anonyme) Sodyum karbonat ve sodyum bikarbonatın birlikte üretimi için işlem.
EP2399866A1 (en) 2010-06-22 2011-12-28 Solvay SA Process for the joint production of sodium carbonate and sodium bicarbonate

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