CN1944291B - 合成制碱法中重碱过滤液的处理方法 - Google Patents

Abstract

该发明属于合成制碱法生产流程中针对重碱过滤液的处理方法。包括预蒸氨以分解NH ₄HCO ₃，并回收NH ₃和CO ₂，再加入MgO蒸氨以回收NH ₃、分离NaCl以返回溶盐工序，结晶氯化镁，氯化镁水解得MgO及HCl、MgO循环利用，HCl另作它用。该发明由于将重碱过滤液中的NH ₄Cl分解成NH ₃和HCl并分离出NaCl，从而消除了氨碱法存在的废渣对环境的污染问题并大大提高了NaCl的利用率；同时有效地解决了联碱法生产中副产品NH ₄Cl出路难，严重制约纯碱生产发展的问题，与背景技术相比节约了处理氯化铵的能耗、降低了处理成本；该方法还具有工艺可靠，与传统的合成制碱工艺结合紧密并可有效提高生产纯碱的经济效益等特点。

Description

合成制碱法中重碱过滤液的处理方法

技术领域

本发明属于合成制碱生产工艺方法，特别是一种对其工艺流程中重碱过滤母液进行分解、分离的方法，通过该方法可将母液中的氯化铵分解成氨(NH₃)和氯化氢(HCl)，同时分离出氯化钠(NaCl)。NH₃和NaCl返回前工序作为原料利用，HCl作为化工原料另作它用。

背景技术

在合成制碱法(包括氨碱法及联碱法)生产纯碱的过程中，无论是采用氨碱法还是联碱法均需对碳酸化工序所生成的重碱过滤后的母液进行处理；其母液中含有氯化铵、碳酸氢铵、氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠及游离氨等多种物质。采用氨碱法生产工艺对该母液的处理是加入氧化钙对其中的氯化铵进行分解反应、回收氨并返回前工序(吸氨工序)利用，然后将剩余的残液(渣)作为废物排放；该方法的缺陷一是氯化钠的利用率不足75％；二是排放出的大量含氯化钙废液及废渣造成“公害”。而联碱法对重碱过滤母液的处理则是通过冷析和盐析方法析出氯化铵作为副产品、氯化钠及余下的母液循环利用；该方法虽然具有氯化钠利用率可高达90％以上，且废液、废渣排出少等优点，但大量的副产品氯化铵作为肥料因其含氯、对土壤的结构破坏较大，长期使用将造成土壤酸化并造成农产品品质下降，因此适用范围及用量均受到极大限制，由于大量的氯化铵积压、出路不畅，成为联碱法生产纯碱的包袱，大大制约了联碱法生产纯碱的发展。针对副产品氯化铵的出路问题，在申请号为85108709，发明名称为《分解氯化铵的新方法》的专利文献中公开了一种采用氯化铵与含镁物质加热反应、分解出氨和氯化氢的方法。该方法由于直接采用副产品氯化铵为原料，因而不能用于对重碱过滤后的母液进行处理，而需新增独立的处理工序及相应的设备，且能耗高、工业化生产效益低、难以推广应用等弊病。而在专利号为ZL92114069·X，发明名称为《氯化铵分解法》的专利文献中进一步公开了一种分解氯化铵以生产氨与氯化氢的方法。该方法首次反应将氧化镁加入由固体氯化铵按一定比例配成的溶液中，然后在105～136℃温度下反应得氨和氯化镁溶液，再将氯化镁溶液置于210～310℃温度下水解放出氯化氢并生成羟基氯化镁，羟基氯化镁继续水解生成氢氧化镁；此后则通过羟基氯化镁或氢氧化镁循环与氯化铵溶液反应而将氯化铵分解成氨和氯化氢，以此解决氯化铵的出路问题。该方法虽然可将氯化铵分解成氨及市场需要的化工原料氯化氢，但由于同样是直接针对氯化铵产品进行处理，因而仍存在能耗高、没法融入联碱法工艺流程中的弊病；此外，由于采用碱式氯化镁作循环物料、其实质是通过碱式氯化镁与氯化铵反应以分解出氨气，其分解氯化铵的效率差、生产成本高，亦大大限制了该方法的工业化生产前景。

发明内容

本发明的目的是研究一种用于合成制碱法中重碱过滤液的处理方法。以便将过滤液中的氯化铵分解成氨和氯化氢并分离出氯化钠，氯化钠和氨分别作为原料返回盐溶工序及吸氨工序，而氯化氢则作为化工原料利用，从而达到克服氨碱法中废液(渣)对环境的污染、提高氯化钠的利用率；有效解决联碱法生产中副产品氯化铵出路难、严重制约纯碱生产发展的问题；以及降低能耗及生产成本、提高纯碱生产的效益等目的。

本发明的解决方案是首先将重碱过滤液进行预蒸氨处理，以分解其中的NH₄HCO₃脱出CO₂和NH₃后，再向残留液中加入MgO进行蒸NH₃反应，然后分别结晶出NaCl及氯化镁，最后水解氯化镁得HCl及MgO。所得NaCl及NH₃分别返回溶盐及吸氨工序，MgO循环利用，HCl回收后作为化工原料使用。因而本发明方法包括：

A、预蒸氨：将合成制碱工艺中的重碱过滤液置于预蒸氨装置内、在表压0.1～1.0MPa及100～180℃温度下进行无回流预蒸氨处理，将其中的NH₄HCO₃分解成NH₃、CO₂和H₂O、至残留液中游离NH₃含量＜0.1mol/L止；NH₃、CO₂回收待用；

B、蒸氨：向经A工序处理后的残留液中按与其中NH₄Cl完全反应所需MgO重量的1.1～1.3倍加入MgO，在表压0.1～1.0MPa及100～180℃温度条件下进行回流蒸氨反应、至残留液中总的氨浓度＜0.05mol/L止；所得NH₃并入A工序所回收的NH₃和CO₂内一并循环利用；

C、分离NaCl：将由B工序所得残留液置于100～180℃温度下蒸发浓缩以结晶NaCl、再经过滤分离出NaCl晶体；过滤后的浓缩液中含Mg²⁺≥7.0wt％；

D、结晶氯化镁：将经C工序过滤的浓缩液继续置于300～350℃温度下干燥结晶、得含水氯化镁晶体；

E、氯化镁水解：将由D工序所得含水氯化镁晶体送入煅烧炉内在800～1050℃温度下煅烧、水解氯化镁以获得MgO并放出HCl，所得MgO返回蒸氨工序循环使用，HCl经压缩回收或用水吸收生成盐酸后另作它用。

上述合成制碱法中的重碱过滤液为氨碱法或联合制碱法中的重碱过滤液。而所述干燥结晶氯化镁、其方式为蒸发干燥结晶或喷雾干燥结晶。

本发明方法由于将重碱过滤液中的氯化铵分解成NH₃和HCl并分离出NaCl，从而克服了氨碱法中存在的废液(渣)对环境的污染、并大大提高了NaCl的利用率；有效地解决了联碱法生产中副产品氯化铵出路难、严重制约联碱法纯碱生产的发展的问题，与背景技术相比既节约了氯化铵处理的能耗、又降低了处理成本；此外，本发明方法还具有工艺可靠，与传统的合成制碱工艺结合紧密并可有效提高生产纯碱的经济效益等特点。

具体实施方式

A、预蒸氨：将2000ml重碱过滤液(其中总NH₃浓度为6.0mol/L、Na⁺浓度1.96mol/L)置于反应釜内、在表压为0.3Mpa的压力下及130℃温度下进行无回流预蒸氨，回收CO₂、NH₃，得残留液1800mL，其中游离NH₃浓度为0.1mol/L；

B、蒸氨反应：向A工序所得残留液中加入230.4g MgO，在表压0.3MPa及130℃温度下带回流进行蒸氨反应，得NH₃及总NH₃浓度为0.05mol/L的残留液1760mL；

C、分离NaCl：将B工序所得残留液置于表压为0.3Mpa的压力及130℃温度下蒸发浓缩得NaCl晶体228.0g及过滤后的浓缩液1250mL，浓缩液中含Mg²⁺8.5wt％；

D、蒸发结晶：将D工序所得浓缩液在330℃温度下继续蒸发结晶得702.5g含水氯化镁；

E、氯化镁水解：将所得含水氯化镁置于高温管式炉内、在900℃温度下煅烧得MgO 228.5g，MgO经洗涤后返回B工序循环利用，而HCl则经水吸收后、得浓度为15.0wt％的盐酸2200mL另作它用。

Claims (3)

1.合成制碱法中重碱过滤液的处理方法，其方法包括：

A、预蒸氨：将合成制碱工艺中的重碱过滤液置于预蒸氨装置内，在表压0.1～1.0MPa及100～180℃温度下进行无回流预蒸氨处理，将其中的NH₄HCO₃分解成NH₃、CO₂和H₂O，至残留液中游离NH₃含量＜0.1mol/L止，NH₃、CO₂回收待用；

B、蒸氨：向经A工序处理后的残留液中按与其中NH₄Cl完全反应所需MgO重量1.1～1.3倍的量加入MgO，在表压0.1～1.0MPa及100～180℃温度条件下、在蒸氨装置内进行回流蒸氨反应至残留液中总NH₃浓度＜0.05mol/L止；所得NH₃并入A工序所回收的NH₃和CO₂内一并循环利用；

C、分离NaCl：将由B工序所得残留液置于100～180℃温度下蒸发浓缩以结晶NaCl、再经过滤分离出NaCl晶体，过滤后的浓缩液中Mg²⁺≥7.0wt％；

D、结晶氯化镁：将经C工序过滤所得浓缩液继续置于300～350℃温度下干燥结晶、得含水氯化镁晶体；

E、氯化镁水解：将由D工序所得含水氯化镁晶体送入煅烧炉内在800～1050℃温度下煅烧、水解氯化镁以获得MgO并放出HCl；所得MgO返回蒸氨工序循环使用，HCl经压缩回收或用水吸收生成盐酸后回收另作它用。

2.按权利要求1、所述合成制碱法中重碱过滤液的处理方法，其特征在于所述重碱过滤液为氨碱法或联合制碱法中的重碱过滤液。

3.按权利要求1、所述合成制碱法中重碱过滤液的处理方法，其特征在于所述结晶氯化镁、其方式为蒸发干燥结晶或喷雾干燥结晶。