專利名稱：全鹵水電解制氫氧化鈉的方法
技術領域：
本發明屬于氫氧化鈉的生產技術領域，是一種用全鹵水電解制氫氧化鈉的方法。
工業上采用電解法生產燒堿和氯氣有著悠久的歷史，傳統的生產方法主要是利用海鹽溶解成飽和鹽水再電解生產氫氧化鈉和氯氣。近年來由于海鹽運輸困難，導致用此工藝生產NaOH成本增高，目前有些廠家采用摻鹵工藝來降低生產成本，摻鹵比例最大為50%，由于鹵水礦產因地域不同而組成有別，象四川等地的鹵水中含硝即芒硝(Na2SO4)量很小，而湖南、湖北等地的鹽礦鹵水中含硝量可達30克/升左右，硫酸根離子含量較大，對電解的影響很大，因此用含硝鹵水進行摻鹵特別是全鹵制堿、除硝、除氨等難題難以攻克，無法實現制堿生產。
本發明的目的是要提供一種用含硝全鹵水電解制氫氧化鈉的方法、充分利用當地的含硝鹵水資源，降低生產成本。
本發明的目的是用以下方式來實現的。該用含硝全鹵水電解制氫氧化鈉的方法是將鹵水從地下采出，獲得粗鹵水，粗鹵水經換熱器降溫至5-25℃之后，經兌鹵槽加入帶硝的冷凍鹵水調溫至0℃，送入結晶器，在0-25℃下冷凍脫硝(使芒硝結晶為固體)，含結晶硝鹵水經沉降器使晶體長大而沉降晶體硝，獲得含NaCl270-290克/升，Na2SO46.5克/升以下的精鹵，精鹵在換熱器中與粗鹵進行熱交換，使精鹵溫度升高、粗鹵水溫度降低，然后往精鹵水中加入后面蒸發工段得到的副產鹽，使粗鹵水達到過飽和，加熱過飽和鹽水至100℃高溫，加入脫氨劑，使有機胺轉為無機氨，過飽和鹽水中的無機氨在高溫下揮發，達到鹽水含氨1毫克/升以下，用酸調整脫氨鹽水PH值為中性(～PH7)，然后送浮鹽沉降桶凈除浮鹽，再采用化學精制方法獲得含鹽315-320克/升、Ca++、Mg++＜10毫克/升以下的精制鹽水，精制鹽水經預熱后進行電解，將電解后得到的堿液進行蒸發濃縮、鹽堿分離、冷卻析鹽(析出的鹽作為副產鹽用于精鹵水的過飽和)，最后得到液堿即氫氧化鈉。
在本發明中，沉硝用的沉降器采用斜板沉降桶，利用重力沉降結晶硝，往過飽和鹽水中加入的脫氨劑為次氯酸鈉，次氯酸鈉與鹽水中的有機胺反應生產無機氨易于揮發。用酸調整脫氨鹽水PH值所用酸為鹽酸。沉硝和去氨后的飽和鹽水(310-315克/升)由于含有大量的浮鹽，其顆粒表面附著一層堿膜，易聚積硬化結塊，堵塞工藝設備管道，導致生產無法進行，由含NaCl 270-290克/升精鹵水溶化蒸發工段回收的副產鹽(制取過飽合鹵水)產生的浮鹽為致密結晶型及無定型粉末，顆粒范圍在200-1500μ，溶解速度慢。本發明中，凈除浮鹽的方法是采用浮鹽沉降桶，通過過濾與重力沉降的方式獲得良好效果。浮鹽沉降桶類似道爾型澄清桶，內設中央管、下設泥層過濾段，上部為倒錐型擴大段，進入中央管的浮鹽飽和鹽水予先調整PH值呈微堿性，鹽水從中央管底錐部進入泥層過濾段將800-1500μ的大顆粒上升至擴大段，由于顆粒的沉降速度一般大于0.6-1.0米/時范圍內，而擴大段鹽水上升速度控制在0.3-0.4米/時之內，依靠重力沉降將微粒凈除干凈。為了達到設備的良好效果，浮鹽沉降桶外壁嚴格保溫防止液相溫差對流影響沉降，為防止顆粒在桶內固結，桶外設有PH值調整輔助裝置及桶底清理裝置。
實施例在湖南某地用水采法將鹵水從地下采出，獲得含NaCl約270克/升、Na2SO425克/升的粗鹵水，粗鹵水經換熱器降溫至15℃，經兌鹵槽加入帶硝的-10℃的冷凍鹵水將粗鹵水調溫至～0℃，送入結晶器降溫結晶、在-12℃下冷凍，使芒硝結晶為固體，含固體硝的鹵水經過第一沉降器和第二沉降器(第一、第二沉降器都采用斜板沉降桶)，使晶體長大，利用重力沉降結晶的Na2SO4·H2O硝，沉硝后獲得含NaCl270-290克/升，Na2SO46.5克/升以下的精鹵，將精鹵在熱交換器中與開采出來的粗鹵水進行熱交換，粗鹵水溫度降低，精鹵溫度升高，然后加入蒸發工段得到的副產鹽到精鹵水中，使其達到過飽和，將過飽和鹽水加溫至100℃后加脫氨劑次氯酸鈉，在精鹵中的無機氨在高溫下揮發，有機胺與次氯酸鈉反應而生成無機氨而揮發，這樣達到鹽水含氨1毫克/升以下，用鹽酸調整脫氨鹽水PH值為中性(PH7)，然后送浮鹽沉降桶凈除浮鹽，凈除浮鹽后加入Na2CO3進行化學精制，獲得含NaCl 315-320克/升，Ca++、Mg++＜10毫克/升以下符合電解要求的精制鹽水，送入電解槽電解，流出電解槽的電解堿液含NaOH 10-11%，在電解堿液貯槽貯存，用泵送入蒸發裝置進行濃縮，制得30%、42%、50%的液堿，經分鹽器或離心機分鹽，鹽堿分離后，液堿入貯槽再次冷卻沉清，進一步析鹽后，即為液堿成品。分離的副產鹽可循環用于精鹵水再飽和。
本發明方法整個生產流程采用了1、冷卻脫硝，2、除氨，3、再飽和，4、浮鹽沉積精制工藝步驟，使精鹽水達到了進入電解槽的標準，滿足生產氯氣、氫氣、燒堿的要求。本發明方法的生產過程全部利用我國豐富的地下廉價鹵水資源，不需另添加海鹽或其它工業鹽，降低生產成本，每噸燒堿(100%NaOH)可節約原料鹽成本約500元(94年元月價格)，使生產廠家能夠取得很好的經濟效益。
權利要求
1.一種用含硝全鹵水電解制氫氧化鈉的方法，其特征在于將鹵水從地下采出，獲得粗鹵水，粗鹵水經換熱器降溫至5-25℃之后，經兌鹵槽加入帶硝的冷凍鹵水調溫至～0℃，送入結晶器，在0-25℃下冷凍脫硝(使芒硝結晶為固體)，含結晶硝鹵水經沉降器使晶體長大而沉降晶體硝，獲得含NaCl 270-290克/升，Na2SO46.5克/升以下的精鹵，精鹵在換熱器中與粗鹵進行熱交換，使精鹵溫度升高，粗鹵水溫度降低，然后往精鹵水中加入后面蒸發工段得到的副產鹽，使粗鹵水達到過飽和，加熱過飽和鹽水至～100℃高溫，加入脫氨劑，使有機胺轉為無機氨，過飽和鹽水中的無機氨在高溫下揮發，達到鹽水含氨1毫克/升以下，用酸調整脫氨鹽水PH值為中性(～PH7)，然后送浮鹽沉降桶凈除浮鹽，再采用化學精制方法獲得含鹽315-320克/升、Ca++、Ng++＜10毫克/升以下的精制鹽水，精制鹽水經預熱后進行電解，將電解后得到的堿液進行蒸發濃縮、鹽堿分離、冷卻析鹽(析出的鹽作為副產鹽用于精鹵水的過飽和)，最后得到液堿即氫氧化鈉。
2.根據權利要求1所述的用含硝全鹵水電解制氫氧化鈉的方法，其特征在于往過飽和鹽水中加入的脫氨劑為次氯酸鈉。
3.根據權利要求1所述的用含硝全鹵水電解制氫氧化鈉的方法，其特征在于用酸調整脫氨鹽水PH值所用酸為鹽酸。
4.根據權利要求1所述的用含硝全鹵水電解制氫氧化鈉的方法，其特征在于沉硝用的沉降器采用斜板沉降桶，利用重力沉降結晶硝。
5.根據權利要求1所述的用含硝全鹵水電解制氫氧化鈉的方法，其特征在于用浮鹽沉降桶凈除浮鹽的過程是浮鹽沉降桶類似道爾型澄清桶，內設中央管、下設泥層過濾段，上部為倒錐型擴大段，進入中央管的浮鹽飽和鹽水予先調整PH值呈微堿性，鹽水從中央管底錐部進入泥層過濾段將800-1500μ的大顆粒濾除，透過泥層的200-800μ顆粒上升至擴大段，由于顆粒的沉降速度一般大于0.6-1.0米/時范圍內，而擴大段鹽水上升速度控制在0.3-0.4米/時之內，依靠重力沉降將浮鹽微粒凈除干凈。
全文摘要
本發明屬于氫氧化鈉的生產技術領域，是一種用全鹵水電解制氫氧化鈉的方法。該方法是用水采法將含硝鹵水從地下采出，用冷凍法將硝從鹵水中除去制得精鹵，除硝后的精鹵水中加入后續生產過程產生的副產鹽使鹵水達到過飽和，然后加熱至高溫并加入脫氨劑，除去無機氨和有機氨，再用浮鹽沉降桶凈除浮鹽，之后采用化學精制方法獲得精制鹽水，經電解、蒸發、濃縮，鹽堿分離而制得氫氧化鈉的液堿、副產鹽可循環用于精鹵水的過飽和。用本發明方法，可以用全鹵水生產氫氧化鈉。
文檔編號C01D3/06GK1107903SQ9411085
公開日1995年9月6日 申請日期1994年3月3日 優先權日1994年3月3日
發明者周新法, 吳介正, 馮躍華, 李星垣 申請人:湖南化學工業設計院