[发明专利]一种天然碱液制纯碱和小苏打副产硼酸和氢氧化铁的系统

说明书

本发明公开了一种天然碱液制纯碱和小苏打副产硼酸和氢氧化铁的系统，其特征在于，其包括纯碱制备单元、硼酸副产单元、氢氧化铁副产单元和小苏打制备单元。本发明具有以下优点：分别通过硼离子交换树脂和铁离子交换树脂吸附天然碱液中的硼酸离子和铁离子，降低原料液中的铁和硼的含量，从而降低纯碱及小苏打产品中的硼、铁含量，提高产品的优等率及质量；对离子交换树脂柱洗脱后的洗液进行进一步处理后，得到氢氧化铁、硼酸副产品。

技术领域：

本发明涉及一种天然碱液制纯碱和小苏打的系统，尤其涉及一种天然碱液制纯碱和小苏打副产硼酸和氢氧化铁的系统。

背景技术：

目前纯碱及小苏打生产中主要采用氨碱法、联碱法、天然碱法，其中氨碱法和联碱法以氯化钠为原料，半成品经煅烧后得到纯碱，纯碱液碳化后得到小苏打产品，由于原料盐的纯度较高杂质少，因此产品的杂质含量相对稳定。

采用天然碱法生产纯碱及小苏打，是以地下天然碱矿为原料，天然碱主要存在于地下天然碱矿及天然碱湖，其中地下天然碱矿主要成分是倍半碳酸钠(Na₂CO₃·NaHCO₃·H₂O)，此外含有少量的硼、铁等杂质元素，由于地质成因的差异，不同矿体中碳酸钠和碳酸氢钠的含量有些差异。地下天然碱矿通过水溶采方式，往地下碱层注水，在地下形成溶腔，得到饱和溶液返回到地面储卤罐，供下游生产纯碱和小苏打。

根据卤水的组成，天然碱生产纯碱和小苏打的主要工艺方法分为蒸发法、碳化法，其中蒸发法又可分为倍半碱蒸发流程和一水碱蒸发流程，分别得到倍半碳酸钠(Na₂CO₃·NaHCO₃·H₂O)和一水碱 (Na₂CO₃·H₂O)半成品，再经煅烧后得到纯碱(Na₂CO₃)产品。碳化法是天然碱液与二氧化碳反应得到碳酸氢钠半成品(NaHCO₃)，经干热气流干燥后得到成品碳酸氢钠成品。

采用天然碱法生产纯碱和小苏打的过程中，由于地下天然碱矿中含有少量的硼、铁等杂质元素，在制碱过程中原料液蒸发浓缩造成碱液的铁、硼元素含量累积增高，此外设备腐蚀也是造成碱液中铁含量升高的主要原因，在天然碱液中含有大量的碳酸氢钠，铁离子主要以二价形式存在，二价铁的溶解度较高，因此制碱母液中的铁含量达到 60mg/l，纯碱及小苏打产品中的铁含量较高，优等品率降低，对产品质量造成一定的影响。纯碱过滤母液中硼含量达到600mg/l，对产品质量造成一定的影响。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种天然碱液制纯碱和小苏打副产硼酸和氢氧化铁的系统。

本发明由如下技术方案实施：一种天然碱液制纯碱和小苏打副产硼酸和氢氧化铁的系统，其包括纯碱制备单元、硼酸副产单元、氢氧化铁副产单元和小苏打制备单元，

所述纯碱制备单元包括天然碱液管、纯碱蒸发结晶器、纯碱过滤分离装置和煅烧装置，所述天然碱液管与所述纯碱蒸发结晶器的进口连通，所述纯碱蒸发结晶器的出口与所述纯碱过滤分离装置的进口连通，所述纯碱过滤分离装置的固体出口与所述煅烧装置进口连通；

所述小苏打制备单元包括二氧化碳管，碳化塔、小苏打过滤分离装置、碱液储罐和小苏打干燥装置，所述碳化塔的进口与所述二氧化碳管连通，所述碳化塔的出口与所述小苏打过滤分离装置的进口连通，所述小苏打过滤分离装置的固体出口与所述小苏打干燥装置的进口连通，所述小苏打过滤分离装置的液体出口与所述碱液储罐的进口连通；

所述纯碱制备单元的纯碱过滤分离装置的液体出口与所述硼酸副产单元的硼离子交换树脂柱的进料口连通，所述硼酸副产单元的除硼母液桶出口与所述氢氧化铁副产单元的铁离子交换树脂柱的进料口连通，所述氢氧化铁副产单元的除铁母液桶出口与所述碳化塔的进口连通，所述碱液储罐的出口分别与纯碱蒸发结晶装置进口以及氢氧化铁副产单元的中和罐进口连通。