[发明专利]利用芒硝和白云石制取纯碱联产石膏和碱式碳酸镁的方法

权利要求书

1.一种利用芒硝和白云石制取纯碱联产石膏和碱式碳酸镁的方法，其特征在于主要包括以下步骤：

(1)将阳离子交换膜置于电解槽中，将电解槽分为阳极区和阴极区，在阳极区加入钠盐溶液作为阳极电解液且为反应原料，阴极区加入饱和碳酸氢钠溶液作为阴极电解液，在阳极电极和阴极电极之间施加直流电，阴极电解液中的碳酸氢根电离出的氢离子在阴极电极上还原为氢气并在阴极电解液中生成碳酸根，与此同时阳极电解液中自由流动的钠离子在电流作用下透过阳离子交换膜到达阴极区与阴极液中的碳酸根结合生成碳酸钠，得到碳酸钠溶液，在阳极电极上氢气氧化生成的氢离子与阳极电解液中的钠盐阴离子结合生成酸性溶液；

(2)当阳极区溶液中的氢离子升至设定浓度后导出阳极区溶液，加入白云石进行反应，反应在释放二氧化碳的同时生成含有钙盐和镁盐的混合溶液，之后再加入芒硝反应，在使混合溶液中的钙盐转变为钠盐的同时生成产物硫酸钙沉淀，硫酸钙沉淀经过滤、烘干得到产物石膏，滤液与部分步骤(1)中阴极区的碳酸钠溶液进行混合反应，在使镁盐转变为钠盐的同时生成产物碳酸镁沉淀，碳酸镁沉淀经降温、过滤、烘干得到粉体碱式碳酸镁产物，滤液转变为富含钠盐的溶液循环返回阳极区；

(3)将步骤(1)中阴极区生成的碳酸钠溶液一部分用于步骤(2)中碱式碳酸镁的制备，

余下的碳酸钠溶液泵入二氧化碳吸收塔，溶液中的碳酸钠与鼓入二氧化碳吸收塔内的二氧化碳反应，得到饱和碳酸氢钠溶液的同时产生碳酸氢钠结晶，过滤后滤液循环返回阴极区，碳酸氢钠结晶经煅烧后制得纯碱。

2.根据权利要求1所述的利用芒硝和白云石制取纯碱联产石膏和碱式碳酸镁的方法，其特征在于：步骤(1)中阳极区加入的所述钠盐溶液为钠盐水溶液，钠盐的浓度为0.1mol/L～10mol/L。

3.根据权利要求1所述的利用芒硝和白云石制取纯碱联产石膏和碱式碳酸镁的方法，其特征在于：所述钠盐的阴离子为甲酸根离子、乙酸根离子、草酸根离子、氯离子、硫酸根离子、硝酸根离子中的一种。

4.根据权利要求1所述的利用芒硝和白云石制取纯碱联产石膏和碱式碳酸镁的方法，其特征在于：步骤(2)中所述芒硝为天然矿物芒硝或工业生产产物芒硝。

5.根据权利要求4所述的利用芒硝和白云石制取纯碱联产石膏和碱式碳酸镁的方法，其特征在于：所述芒硝以配制成硫酸钠浓度为0.1mol/L～10mol/L的水溶液加入。

6.根据权利要求1所述的利用芒硝和白云石制取纯碱联产石膏和碱式碳酸镁的方法，其特征在于：步骤(2)中所述白云石的粒度为10～500目。

7.根据权利要求1所述的利用芒硝和白云石制取纯碱联产石膏和碱式碳酸镁的方法，其特征在于：步骤(3)中鼓入二氧化碳吸收塔的二氧化碳由步骤(2)中白云石加入阳极区酸性溶液反应所生成。

8.根据权利要求1所述的利用芒硝和白云石制取纯碱联产石膏和碱式碳酸镁的方法，其特征在于：步骤(1)中所述阳极电极为气体扩散电极。

9.根据权利要求1所述的利用芒硝和白云石制取纯碱联产石膏和碱式碳酸镁的方法，其特征在于：步骤(1)中所述阴极电极所产生的氢气经气液分离并干燥后通过氢气缓冲罐通入阳极电极作为氢气来源。

10.根据权利要求1所述的利用芒硝和白云石制取纯碱联产石膏和碱式碳酸镁的方法，其特征在于：步骤(1)中所述阴极电极的材质为金属铂、金属钯和金属镍中的一种。