制碱工业的发展 远在几千年前,劳动人民就有使用碱的知识,在没有工业方法生产碱以前人们所需要的碱都取自天然碱和草木灰。至于应用化学方法制取纯碱,还只是近两百年的事情。1、路步兰法1791 年,法国人路步兰成功地研究出以食盐为原料的制碱法,即路步兰法,该发首先用硫酸和食盐制取硫酸钠、石灰石和炭,按 100:100:35.5 的重量比混合,在反射炉或回转炉内煅烧(950~1000°C),生成熔块(黑灰),再经浸取、蒸发、短少等过程而得到纯碱。产品中含碳酸钠约为 95%左右。 该法的主要化学反应为: H2SO4+2NaCl =Na2SO4+2HCl Na2SO4+ CaCO3+2C Na2CO3+CaS+2CO2 制取硫酸钠时产生的氯化氢气体,经水吸收制成或用氧化法制成氯气。浸取“黑灰”后的废渣,经与二氧化碳作用可得到硫化氢;从硫化氢中可回收硫磺。路步兰法盛行一时但其放的主要生产过程系在固相中进行,并且需要高温,生产不能、连续,原料利用不 充分,设备腐蚀严重。因此,人们除了改进路步兰法之外,又在探索新的制碱方法。 2、氨碱法(索尔维法) 1861 年,比利时人索尔维综 合前人的工作并实现了改进,于 1863 年实现索尔维法制碱,即氨碱法。该法以食盐、石灰石为原料,借氨的媒介作用,经石灰石煅烧,盐水精制、吸氨、碳酸化,碳酸氢钠过滤、煅烧,母液蒸馏等工序制得纯碱。氨碱法生产过程主要工序的基本化学反应如下: (1)石灰乳的制备:CaCO3CaO+ CO2↑ CaO+H2O=Ca(OH)2 (2) 盐水 吸氨、碳酸化,生成碳酸氢钠和氯化铵: NaCl+NH3+ CO2+H2O= NaHCO3↓+NH4Cl(3) 碳酸氢钠(重碱)煅烧制得纯碱;分解出二氧化碳循环使用: 2NaHCO3 Na2 CO3+CO2 +H2O (4)氯化铵母液加石灰乳蒸馏,回收氨:2 NH4Cl+Ca(OH)2 = 2CaCl2+2NH3↑+H2O 氨碱法生产纯碱其主要化工过程:以氨和二氧化碳与氯化钠(食盐)水溶液反应,生成碳酸氢钠和氯化铵,将碳酸氢钠结晶煅烧制得纯碱;氯化铵母液蒸馏回收氨循环使用。 氨碱法具有原料普遍易得,价格低廉,生产连续,产 品纯度高(含碳酸钠 98.5%以上)适合大规模工业生产等优点。但仍然存在两个缺点:其一,氯化钠的利用率低,氯化钠的转化率在理论上可以达到 84%,实际生产中由于氯化钠在氨水中的溶解度和碳酸化反应速率的限制,工业上一般只能达到 72%~76%氯化钠只利用了其中的部分钠离子,24%~28%的钠离子和全部 的氯离子被废弃。氯化钠的总利用率不足 30%。其二, 废液的处理问题。每生产 1 吨...