[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

摘要

本发明公开了一种利用芒硝和白云石为原料制取纯碱联产石膏和碱式碳酸镁的方法，发明的基本思路是通过膜电解促进反应进行的同时实现产物的分离，将多个反应过程融入同一个反应体系，在低电压常温常压下制取纯碱，同时根据钙、镁离子与不同阴离子结合产生沉淀溶解度的巨大差异设计了优化的工艺方案，使制碱过程中的副产物转变为高附加值的产物，在分别制取纯碱、石膏、碱式碳酸镁的过程中不产生任何三废。本发明解决了传统化学方法制取纯碱，氯离子无法利用、钠离子的利用率低的问题，实现了低能耗高效率的纯碱生产，为化学方法制取纯碱提供了一种全新的方法，克服了现有技术纯碱制取方法存在的能耗高、环境污染大、效率低、副产物附加值低的问题。

主权项

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。