CN105271315A - 用芒硝生产硝酸钠的新方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种生产化工产品硝酸钠的方法。本发明采用高纯度的碳酸钙矿石(特别是方解石)与硝酸(HNO₃)反应后得到的Ca(NO₃)₂与芒硝(Na₂SO₄)在溶液中发生反应后，先在酸性条件下过滤分离酸性不溶物，再在碱性条件下过滤分离碱性不溶物，最后将滤液浓缩结晶制取硝酸钠(NaNO₃)采用本发明生产的硝酸钠纯度高，并可同时制取副产物涂料级石膏，转化率高达95％，成本低，效益好。

Description

用芒硝生产硝酸钠的新方法

本发明是一种生产化工产品硝酸钠的方法。

目前，世界上生产硝酸钠的工艺方法有下列几种：一是智利，利用智利硝石碎取；二是美国，利用天然气和烧碱摧化合成；三是其他国家利用硝酸和纯碱中和而成。

在本发明之前，发明人最先的实验是以普通石灰与硝酸中和制得的硝酸钙液与芒硝液反应，然后过滤、浓缩、结晶制取硝酸钠。但纯度达不到工业级标准，副产品石膏不能作涂料使用。在完成本发明后，发明人得知四川省内有两个县，采用了以过量石灰与硝酸反应制备的中间产物硝酸钙同芒硝反应、过滤、浓缩、结晶得到硝酸钠的工艺路线建成生产厂，但没有成功。而且得到的副产物石膏不能作涂料使用，只能压石膏板。甘肃省化工研究院张平军同志发表在《无机工业盐》1986年第六期上“复分解法生产硝酸钠存在问题的研究”中，也用过量石灰与硝酸反应，先在PH11-13过滤，除去镁离子，再酸化至PH2-3时与芒硝反应，待反应完成后加入少量纯碱调PH到7、过滤、浓缩、结晶的工艺方法，有它的缺陷性，他再该文件开头时就成人该工艺存在最突出的问题是，所的产品硝酸钠在几元混合体中分离，易带进Ca(NO₃)₂，Mg(NO₃)₂及CaSO₄和Ca(OH)₂等杂质，并且产率低。按他的操作方法也不能在理论上和实践上除尽这些杂质，副产物石膏也不能作涂料石膏使用。

本发明的目的是。利用我过高纯度的碳酸钙矿石，特别是方解石与西北各省盐碱地里的芒硝，生产满足使用和工业需要的高纯度硝酸钠，同事得到涂料及石膏。

本发明是一种根据CaCO₃+2HNO₃＝Ca(NO₃)+H₂O+CO₂↑和Ca(NO₃)+Na₂SO₄＝CaSO↓NaNO₃的基本原理，用高纯度的碳酸钙矿石(尤其是方解石)与硝酸反应制备中间产物硝酸钙的酸性溶液再于芒硝液反应后，先在酸性条件下过滤，分离酸性不溶物，再在含Na₂CO₃的碱性条件下过滤分离碱性不溶物，最后将滤液，浓缩、结晶得到硝酸钠晶体的方法。

本发明的技术方案是：

1.制备中间产物硝酸钙的酸性溶液，用高纯度的碳酸钙矿石特别是方解石，以水洗净其杂质和泥土，置于耐酸池内加入硝酸，反应后得到硝酸钙的酸性溶液。最好取PH1-2时的过滤澄清液备用。

2.芒硝的预处理。将芒硝晶体用冷的饱和芒硝液洗去实验和其他杂质，再溶解澄清备用。

3.在耐酸池中进行硝酸钙和芒硝的复分解反应，搅拌、加温，使混合物充分反应。

4.用PH试纸查反应液的PH值，在酸性特别是PH值为6时过滤，分离酸性不溶物。滤液加入硝酸钡试剂，知道不再产生沉淀物为止，彻底出去硫酸根离子，过滤分离沉淀物后将滤液送人净化池，完成酸性过滤。

5.用水反复洗涤酸性不溶物，过滤、干燥，得到副产品涂料及石膏，洗水用于稀释芒硝。

6.向净化池溶液中加入工业纯碱，并搅拌在溶液呈碱性后，特别是PH8-9时，过滤分离沉淀，完成净化。净化液送入储池澄清备用。

7.吧储池内的溶液送入蒸发锅，浓缩至刚有结晶体折出，转入结晶池自然冷却，进行第一次结晶，把晶体捞出，用少量净化后的硝酸钠溶液冲洗后，送干燥室干燥，包装可得到食品级硝酸钠(NaNO₃)产品。

8.把第一次结晶后的母液转入蒸发锅，浓缩至有大量结晶折出，转入结晶池自然冷却，进行第二次结晶，捞出晶体，用少量净化后的硝酸钠液冲洗后送干燥室干燥、包装，得到工业级硝酸钠产品。

本发明的技术关键在于①选用高纯度的碳酸钙矿石，提高中间产物硝酸钙的纯度，要求矿石中CaCO₃含量不低于95％，最好是选用方解石。②复分解反应后，先在酸性而别是PH6左右过来，分离酸性不溶物，并彻底除去硫酸根离子，同事又保证了石膏达到涂料级标准。③把除净酸性不容物和硫酸根离子的滤液用纯碱调PH值达到碱性，最好使PH为8-9，使酸性可溶的重金属离子和钙、镁、铁、钡等离子形成不溶性的盐酸盐，过滤即可除去全部杂质。

本发明密切相关的现有技术，是用过量的普通石灰与硝酸反应后得到的硝酸钙的碱性溶液。过滤再酸化后与，芒硝反应，再用纯碱调PH到中性进行过滤。最后将滤液浓缩、结晶制取硝酸钠。这一方法无法无得成功的关键在于普通石灰含有大量的难于除去的杂质，生产的中间产物硝酸钙纯度低。另外，石灰乳是一种强碱性的氢氧化物，在它的作用下可使一些两性金属的碱产生能荣誉强碱性的硝酸钙溶液的复式盐。酸化后，这些复式盐又形成可溶性的硝酸盐。这样很难除去这一部分杂质，连硫酸根离子都无法彻底除去。在中性条件下除去碳酸盐沉淀，在实践中无法彻底除去所有金属离子。所以这种几元混合物溶液始终在进行一种复分解的可逆反应。因此这一现有技术存在着除去杂质和分离杂质的困难，并且有产率低，副产物石膏不能作涂料用的缺点。

本发明与现有技术相比，很好地解决了上述难题，不仅可制取高纯度的食品级和工业级的硝酸钠产品，而且能同时提供商品涂料级石膏，转化率可达95％以上。这种特殊的积极效果是现有技术的任何方法都无法办到的。

实现本发明的最佳方案是：按本发明的方法，选用方解石与硝酸制备的硝酸钙中间产物，在PH值为1-2时与芒硝液混合搅拌，并在PH6过滤，分离涂料级石膏，滴入硝酸钡彻底除去硫酸根离子，再用工业级纯碱调PH8-9，使几乎所有的金属离子和钙、镁、钡、铁等离子形成碳酸盐沉淀，过滤后得到一种高纯度的硝酸钠溶液，通过结晶提纯，保证了产品硝酸钠的纯度。发明人采用这一方案，在潼南县科委的监督下中试生产了500公斤硝酸钠。经检验，产品打打牌GB4553-84一类一级标准。

Claims (8)

1.一种生产硝酸钠(NaNO₃)的方法，它根据Ca(NO₃)₂Na₂SO₄＝CaSO₄↓+2NaNO₃的基本原理，采用过滤、浓缩结晶的方法，本发明的特征是，用高纯度的碳酸钙矿石与硝酸反应得到的硝酸钙同芒硝在溶液中发生反应后，先进行酸性过滤，再进行碱性过滤，最后将滤液浓缩结晶得到硝酸钠晶体。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是用于制备硝酸钙的碳酸钙矿石纯度不低于95％。

3.如权利要求1所述的方法，其特征是用于制备硝酸钙的碳酸钙矿石是方解石。

4.如权利要求1所述的方法，其特征是制备硝酸钙是一种含游离硝酸的酸性溶液，特别是PJ值为1-2的酸性溶液。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于酸性过滤是在PH值为6左右进行。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于酸性过滤后加入硝酸钡，彻底消除硫酸根离子。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于碱性过滤是在完成酸性过滤后，加入工业纯碱使溶液呈碱性后进行，特别是在PH值8-9时进行。

8.如权利要求1所述的方法，其特征是把酸性过滤所得不溶物用水洗涤后得到副产品涂料级石膏。