[发明专利]一种由芒硝制备烧碱的方法

说明书

本发明涉及一种由芒硝制备烧碱的方法，其特点在于使用草酸作为中间转化剂，经苛化制备高浓度烧碱溶液。

众所周知，制备烧碱的一种原料是芒硝。高温还原法是一种古老的方法，由于本身工艺缺陷，该方法已被其它方法所淘汰；离子膜法可同时制备硫酸和烧碱，具有诱人的前景，但技术还不成熟，正处在研究阶段。另外芒硝的直接苛化法由于生成碱液浓度低，没有工业价值，虽然有报导在苛化时通过采用适当溶剂，提高了反应液最终碱度，但目前仍未见工业化的报导。目前国内有专利报导(参见CN1046141)先将芒硝与硫化钡反应，制备硫化碱，再将氧化锌(ZnO)与硫化碱反应制备30％的浓烧碱。

另外将硫酸钠在电解槽中电解，同时制备NaOH和H₂SO₄是很有前途的研究方向，国内外均有报导(《离子交换膜-制备，性能及应用》-化学工业出版社)

复式苛化生产烧碱的方法，也是以硫酸钠为原料，经多次苛化反应，制备高浓度烧碱(参见：CN1043684)。

但以上方法均未见工业化的报导。总之，与氯碱工业相比，芒硝制碱工业仍处于较低水平。

本发明的目的就是要克服上述现有技术存在的不足之处，提供一种由芒硝制备烧碱的新方法，由于本发明采用草酸作为中间转化剂，很好地解决了芒硝直接苛化碱度过低的问题，打破了以往人们认为由芒硝制碱碱度过低的偏见，为芒硝制碱找到了一个新的突破口。

本发明的目的是这样实现的：首先将芒硝与草酸反应生成草酸氢柄，然后将其与氢氧化钠稀溶液混合反应到中性，再将中性反应液用生石灰或氢氧化钙苛化，制备10％左右的氢氧化钠的溶液。该步反应生成的草酸钙用酸酸化后循环使用。使用草酸作为中间转换剂，经过草酸氢钠的制备，苛化和草酸再生这三步反应，制备8～15％的氢氧化钠溶液。

众所周知，我国芒硝储量丰富，开发以芒硝为原料制备烧碱的工艺具有重大经济意义。如果能实现工业化，其规模和意义将可与现代氯碱工业相比。本发明方法原料利用率高，反应周期短，投资小，操作费用低，无三废污染，是一种很有发展前途的制备烧碱的新方法。

图1是根据本发明提出的一种由芒硝制备烧碱的工艺流程图。

下面结合图1详细说明依据本发明提出的方法的细节及工艺过程。

首先将芒硝与草酸反应生成草酸氢钠，然后将其与氢氧化钠稀溶液混合反应到中性，再将中性反应液用生石灰或氢氧化钙苛化，制备10％左右的氢氧化钠的溶液。该步反应生成的草酸钙用酸酸化后循环使用。具体制备方法可分为三步，反应的化学方程式和反应条件，步骤如下：

(一)草酸氢钠的制备

将芒硝与草酸以1∶2～1∶2.5的摩尔比在水溶液中混合，常温搅拌15～40分钟，反应液过滤，滤饼中主要含NaHC₂O₄·H₂O，另外还含有少量杂质。清液中主要是未反应的原料和反应生成的H₂SO₄，清液可用于第三步转化过程中草酸的再生。本反应Na⁺的一次转化率约为50％，由于可循环使用，最终转化率接近100％。

(二)苛化

A.草酸钠的制备

为提高苛化反应速度，可在苛化前将NaHC₂O₄用NaOH溶液中和至中性，反应在常温下快速完成。

B.高浓度NaOH溶液的制备：

将Ca(OH)₂与Na₂C₂O₄在水溶液中等摩尔混合，投料量均为1.2～1.5mol/升。反应液先加热搅拌1～2小时，然而再在常温下搅拌3～4小时，最终反应液NaOH当量浓度为2.2～2.4，转化率为75～90％。

C.二次苛化：