工业制纯碱
纯碱工业制作方法
纯碱工业制作方法纯碱即苏打(soda)，化学式为Na2CO3，是一种重要的化工原料，是食品、造纸、制药、玻璃、肥皂、印染等工业乃至人民日常生活的必需品。
一:布兰制碱法:古代，人们从草木灰中提取碳酸钾，后来又从盐碱地和盐湖等天然资源中获取碳酸钠，但量太小。
远不能满足化工生产需求，1791年法国医生路布兰首先获得制碱专利，以食盐为原料制碱，称路布兰制碱法，该法分三布：①用氯化钠与硫酸反应制硫酸钠：2NaCl+H2SO4=Na2SO4+2HCl；②用焦炭还原硫酸钠得硫化钠：Na2SO4+4C=Na2S+4CO↑③用硫化钠与石灰石反应制碳酸钠：Na2S+CaCO3=Na2CO3+CaS缺点:;该方法生产时需要高温，硫酸对设备腐蚀严重，CaS废弃物长期堆积臭气四溢，加之成本较高，后被氨碱法代替。
二: 氨碱法即索尔维制碱法，是1862年，比利时人索尔维以食盐、氨、二氧化碳原料发明的制碱法，其反应也分三步进行：①NH3+CO2+H2O=NH4HCO3②NH4HCO3+NaCl=NaHCO3+NH4Cl③2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O反应生成的C O2可回收利用，NH4Cl又可与生石灰反应重新生成氨气：2NH4Cl+CaO=2NH3↑+CaCl2+H2O缺点:该法实现了连续化生产，食盐利用率得到提高，使纯碱价格大大降低，并且产品质量纯净，故被称纯碱。
三: 候氏制碱法对上述方法做了较大的改进，此法的最大特点是不从固体碳酸氢铵(NH4HCO3)，而是由盐卤先吸收氨后再碳酸化以进行连续生产，此法的原理是：低温下用氨饱和的饱和食盐水通入二氧化碳（CO2）可析出碳酸氢钠(NaHCO3)，此时母液中N a+减少而Cl-相对多，此时再加入细盐末，因同离子效应，低温氯化铵（NH4Cl）溶解度突然降低，而食盐(NaCl)的溶解度变化不大，所以氯化铵（NH4Cl）析出而食盐不析出，再用氨饱和后通二氧化碳（CO2），结果往返析出NaHCO3和NH4Cl，其中氨由氮与水中的氢化合制成，CO2是提取氢气和氮气的半水煤气之副产品，这样巧妙的把氮气工业和制碱工业联合起来，故候氏制碱法又称联合制碱法。
纯碱工业制法
纯碱工业制法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：纯碱，化学名为碳酸氢钠，也称碳酸钠，是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、肥料、洗涤剂等行业。
纯碱工业制法主要分为两种，一种是氢氧化钠法，另一种是自然碱法。
本文将重点介绍氢氧化钠法制备纯碱的工艺流程及相关知识。
氢氧化钠法制备纯碱的工艺流程包括若干步骤，主要包括矿石选矿、石灰石碳化、氢氧化钠提取、碳酸化及回收利用等。
首先是矿石选矿，通常采用天然碱矿石，如矿石中含有氯化钠、氯化钾、硫酸钠等。
选矿过程中，将含碱物质的矿石从其他杂质中分离出来，以确保最终产品的纯度。
接下来是石灰石碳化，将选矿得到的碱矿石和石灰石研磨混合，并在高温下进行反应，生成氢氧化钠。
这一步骤是制备纯碱的关键环节，影响着产品的质量和产量。
然后是氢氧化钠提取，将碳化生成的氢氧化钠进行提取分离，得到高纯度的氢氧化钠溶液。
在纯碱工业制法中，氢氧化钠是十分重要的中间体，它不仅是制备纯碱的关键原料，也广泛应用于其他化工领域，如造纸、皮革、食品等。
氢氧化钠的生产工艺和技术水平也直接影响着纯碱的制备质量和成本。
除了氢氧化钠法，纯碱的另一种制备方法是自然碱法。
自然碱是指天然产生的碳酸盐矿石，如矿砂、矿泉水等。
自然碱法制备纯碱的工艺流程相对简单，主要是通过碳酸盐矿石的热分解、碱液处理等步骤获得纯碱产品。
与氢氧化钠法相比，自然碱法的纯碱产量较低，且质量也不如氢氧化钠法制备的产品。
纯碱工业制法是一个复杂而重要的化工过程，其工艺流程和技术水平直接影响着产品的质量和生产效率。
随着科技的不断进步和发展，纯碱工业制法也在不断创新和改进，以满足市场需求和提高生产效益。
希望通过本文的介绍，读者可以更加全面地了解纯碱的制备工艺及相关知识，进一步推动纯碱工业的发展和进步。
第二篇示例：纯碱，即氢氧化钠，是一种重要的化工产品，广泛用于制造玻璃、肥料、皂类、造纸、化纤等行业。
纯碱工业制法主要是通过电解食盐溶液，制取氢氧化钠和氯气，再通过碱液处理，得到纯碱产品。
工业制纯碱PPT课件
温度 物质
0℃
10℃
20℃
30℃
40℃
50℃
60℃ 100℃
NaCl NH4Cl
35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 39.8 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.3 77.3
12
1.生产原料：
氯化钠、氨气、二氧化碳
2．生产原理：
（1）往饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳：
（2）哪些物质相互间会反应？ H2O+NH3+CO2 （3）NaCl+NH4HCO3混合液中有哪些离子？
可能会形成哪些物质？ Na+，Clˉ，NH4+，HCO3ˉ
NaCl，NH4Cl，NH4HCO3，NaHCO3
（4）为什么NaHCO3会以沉淀的形式析出？
4
四种盐在不同温度下的溶解度（g/100g水）表
NH4HCO3 + NaCl → NaHCO3↓+ NH4Cl （2）过滤出碳酸氢钠经煅烧制碳酸钠：
2NaHCO3
Na2CO3+ CO2↑+ H2O
（3）原料CO2、NH3的生产与循环：
CaCO3
CaO + CO2C↑aO + H2O → Ca(OH)2
2NH4Cl + Ca(OH)2
CaCl2 + 2NH3↑+ H2O
0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 100℃
NaCl
35.7 35.8 36.0 36.6 36.6 37.0 37.3 39.8
NH4Cl NH4HCO3 NaHCO3
29.4 33.3 37.2 11.9 15.8 21.0 6.9 8.1 9.6
实验1工业纯碱(Na2CO3)的制备及含量测定
实验一工业纯碱（Na2CO3）的制备及含量测定一、实验目的1.掌握利用复分解反应及盐类的不同溶解度制备无机化合物的方法。
2.掌握温控、灼烧、减压过滤及洗涤等操作。
3.进一步巩固酸碱平衡和强酸滴定弱碱的理论及滴定分析操作技能。
二、实验原理1．Na2CO3的制备原理Na2CO3的工业制法是将NH3和CO2通人NaCl溶液中，生成NaHCO3，经过高温灼烧，失去CO2和H2O，生成Na2CO3，反应式为NH3+CO2+H2O+NaCl ══ NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3══ Na2CO3+CO2↑+H2O2．产品纯度分析与总碱度的测定原理常用酸碱滴定法测定其总碱度来检测产品的质量。
以HCl标准溶液作为滴定剂，滴定反应式如下CO2↑+H2O反应生成的H2C03其过饱和的部分分解成CO2逸出，化学计量点时，溶液的pH为3．8～3．9，以甲基橙作指示剂，用HCl标液滴定至橙色(pH≈4．0)为终点。
三、仪器药品仪器：恒温水浴锅循环水真空泵烧杯（250mL）布氏漏斗蒸发皿量筒（100mL）干燥器台天平分析天平容量瓶（250mL）移液管（25mL）锥形瓶（250mL）酸式滴定管药品：NaCl（固）NH4HCO3 （固）0.1mol·L-1 HCl 甲基橙指示剂（1g·L-1）无水Na2C03（AR）四、实验步骤1．Na2CO3的制备(1) NaHCO3中间产物的制备取25mL含25％纯NaCl的溶液于小烧杯中，放在水浴锅上加热，温度控制在30～35℃之间。
同时称取NH4HCO3固体(加以研磨)细粉末10g，在不断搅拌下分几次加入到上述溶液中。
加完NH4HCO3固体后继续充分搅拌并保持在此温度下反应20min左右，静置5min后减压过滤，得到NaHCO3晶体。
用少量水淋洗晶体以除去黏附的铵盐，再尽量抽干母液。
(2)Na2CO3制备将上面制得的中间产物NaHCO3放在蒸发皿中，置于石棉网上加热，同时必须用玻璃棒不停地翻搅，使固体均匀受热并防止结块。
工业制纯碱
工业制纯碱
(1)涉及反应
NH3＋H2O＋CO2＋NaCl=NaHCO3↓＋NH4Cl
2NaHCO3△Na2CO3＋H2O＋CO2↑
(2)问题探讨
①工业制纯碱时为什么先通入NH3后通入CO2?
提示：NH3在水中的溶解度大，形成的NH3·H2O呈碱性，更容易吸收CO2，得到更多的NaHCO3；若先通入CO2，得到的HCO浓度小，不利于NaHCO3的生成。
②工业上制备的纯碱中可能混有哪些杂质？
提示：依据制备反应：NH3＋H2O＋CO2＋NaCl=NaHCO3↓＋NH4Cl可知混有的杂质为NaCl和NH4Cl。
③“碳酸化”后过滤获得的物质是什么？
提示：NaHCO3。
④过滤得到的母液为NH4Cl，加入熟石灰获得循环使用的物质是什么？
提示：NH3。
⑤设计实验证明纯碱产品中混有NaCl?
提示：取少量样品于一试管中，加水配成溶液，加入足量硝酸酸化的AgNO3溶液，若有白色沉淀生成说明纯碱样品中混有NaCl。
纯碱的工业制备及应用实验
纯碱的工业制备及应用实验纯碱，又称为氢氧化钠（NaOH），是一种重要的化学品，广泛应用于工业和实验室中。
纯碱的工业制备主要是通过电解氯化钠溶液来获得，以下将详细介绍纯碱的工业制备及应用实验。
工业制备纯碱的方法之一是草木灰碱法。
这种方法是通过焚烧植物的木材，将产生的灰渣与水混合，随后通过滴定硫酸来中和酸性物质，最终得到纯碱。
这种方法在过去曾经广泛应用，是传统的纯碱制备方法之一，但现在已经被淘汰，因为它效率低下且对环境造成污染。
目前，工业中主要采用的制备纯碱的方法是氯碱法。
这种方法通过电解氯化钠溶液来制备纯碱。
在电解槽中，将氯化钠溶液加热至高温，通入电流，经过电解反应，产生氢气、氯气和氢氧化钠。
通过控制反应条件和收集处理副产物，可以得到高纯度的纯碱。
纯碱在工业中有广泛的应用。
首先，纯碱是一种重要的化学原料，在制造肥皂、造纸、合成纤维等行业中都有应用。
其次，纯碱也被用作中和剂，用于处理酸性废水和废气。
此外，纯碱还被用作食品添加剂，例如在面粉的加工中起调节酸碱度的作用。
除了在工业中的应用，纯碱也可以在实验室中进行应用实验。
以下是一些常见的纯碱应用实验：1. 中和实验：纯碱是一种碱性物质，可以与酸发生中和反应。
在实验室中，可以用纯碱溶液来中和酸溶液，以确定酸的浓度和反应的终点。
这是一种常见的实验，也是学习酸碱中和反应的基础。
2. 酸碱滴定实验：滴定是一种确定溶液中酸碱浓度的方法。
在滴定实验中，使用纯碱溶液作为滴定剂，逐渐滴加到含有酸溶液的容器中，直到出现颜色变化。
通过记录滴定剂的使用量，可以计算出酸溶液的浓度。
3. 碳酸氢盐分解实验：碳酸氢盐是一种在纯碱溶液中常见的盐类。
在实验室中，可以将碳酸氢盐溶液加热至高温，观察其分解产物。
碳酸氢盐分解实验可以用来说明纯碱的碱性特征以及与酸的中和反应。
总结起来，纯碱的工业制备方法主要是通过电解氯化钠溶液，应用范围广泛，包括化学原料、废水处理、食品添加剂等。
在实验室中，纯碱也可以用于中和实验、酸碱滴定实验以及碳酸氢盐分解实验等。
纯碱的工业制法
CO2含 量高的 空气
CaO颗粒
CO2含 量低的 空气
步骤一
步骤二
利用太阳能将反应器加热到400℃，
利用太阳能将反应器加热到
CaO与CO2反应形成CaCO3
900℃，释放出CO2。
问题1 假如你是CCS技术研发人员，用Na2O或Na2O2是否
可以替换CaO？
Na2O+CO2= Na2CO3
2Na2O2+2CO2= 2Na2CO3 +O2
① NaCl + NH3 +CO2 + H2O = NaHCO3+ NH4Cl ② 2NaHCO3加=热 Na2CO3 +CO2↑+H2O
NH3 饱和食盐水 石灰窑 CO2 沉淀池 NaHCO3
CO2 煅烧炉
Na2CO3
工业制纯碱的原理
问题1
如何理解工业制碱法:NaCl + NH3 +CO2 + H2O = NaHCO3 + NH4Cl的发生，即为什么能析出NaHCO3晶体？
煅烧石灰石能耗高；
大量CaCl2废弃； NaCl利用率低。
问题3 设计实验方案鉴别Na2CO3固体和NaHCO3固体。 1.加热法 2.测相同物质的量浓度溶液的pH 3.相同物质的量浓度的溶液中加入同浓度的盐酸 4.相同物质的量浓度的溶液中加入CaCl2溶液
左侧试管为NaHCO3+CaCl2；右侧试管为Na2CO3+ CaCl2
方法二、另一些科学家利用NaOH溶液的喷淋“捕捉”空气中 的CO2，如下图所示。
Na2CO3+Ca(OH)2 =CaCO3↓+2NaOH
吸收塔
分离池
煅烧炉
纯碱的工业制法
纯碱的工业制法
纯碱的工业制法主要有氯碱法、天然石碱法和氨法。
1. 氯碱法：氯碱法是目前主要用于纯碱生产的工业制法。
该方法是通过电解食盐水（氯化钠溶液）制取氯气和氢气，然后利用氯气和氢气的反应生成氢氧化钠（苛性钠），随后将苛性钠与二氧化碳反应制取纯碱。
2. 天然石碱法：天然石碱法是通过矿石石碱（纯碱矿石）进行加热和浸出制取纯碱。
首先，将天然石碱进行粉碎，并加热到一定温度，使其中的碳酸钠分解为氧化钠和二氧化碳。
然后，将氧化钠与水进行浸出，得到纯碱溶液。
随后，通过蒸发水分、结晶和干燥等步骤，将纯碱从溶液中提取出来。
3. 氨法：氨法是利用氨和二氧化碳的反应制取纯碱的方法。
首先，将氨气和二氧化碳气体通入硝酸铵溶液中，发生化学反应生成尿素。
接着，对尿素进行加热分解，生成碳酸氢铵。
最后，将碳酸氢铵与钠盐反应，得到纯碱。
需要注意的是，不同的工业制法可能在不同地区或企业中使用，具体的工业制法也可能会因为技术的进步而有所变化。
以上是一般情况下常见的纯碱工业制法的简要介绍。
纯碱工业制法
纯碱工业制法
氯化钠、石灰石（经煅烧生成生石灰和二氧化碳）、氨气为原料来制取纯碱。
先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水，再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液。
将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体，再加热煅烧制得纯碱产品。
放出的二氧化碳气体可回收循环使用。
含有氯化铵的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热，所放出的氨气可回收循环使用。
氨碱法的优点是：原料（食盐和石灰石）便宜；产品纯碱的纯度高；副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；制造步骤简单，适合于大规模生产。
但氨碱法也有许多缺点：首先是两种原料的成分里都只利用了一半——食盐成分里的钠离子和石灰石成分里的碳酸根离子结合成了碳酸钠，可是食盐的另一成分氯离子和石灰石的另一成分钙离子却结合成了没有多大用途的氯化钙，因此如何处理氯化钙成为一个很大的负担。
氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只有72％～74％，其余的食盐都随着氯化钙溶液作为废液被抛弃了，这是一个很大的损失。
NaCl ＋NH3＋H2O ＋CO2＝NaHCO3＋NH4Cl 。
2NaHCO3＝Na2CO3＋H2O ＋CO2。
工业纯碱的用途及用法
工业纯碱的用途及用法
工业纯碱（氢氧化钠）是广泛应用于工业生产中的一种化学物质，主要用途及用法如下：
1. 玻璃制造：工业纯碱是玻璃制造过程中的重要原料，用来调节玻璃的成分比例、调节玻璃的酸碱度，以及增加玻璃的透明度。
2. 造纸工业：工业纯碱用作造纸工艺中的脱墨剂，在纸张表面去除墨迹和杂质，并提高纸张的质量。
3. 石化工业：工业纯碱可用于制造合成洗涤剂和肥皂等化学产品，同时也可作为石制品的酸处理剂。
4. 食品行业：在食品行业，工业纯碱被用作调整酸度和碱度的食品添加剂。
它可用于调节食品的味道、改善食品质量。
5. 污水处理：工业纯碱被应用于污水处理过程中的中和反应，用来调节污水的酸碱度，以达到净化污水的目的。
6. 农业：工业纯碱也可以用于农业领域，用于调节土壤的酸碱度，并作为农作物的施肥剂。
需要注意的是，工业纯碱是一种碱性物质，因此使用时要注意防止与皮肤、眼睛或其他部位直接接触，以免引起刺激或伤害。
在使用时，应戴上手套、防护眼镜等个人防护设备，并遵循使用说明和安全操作规程。
工业生产纯碱的工艺
工业生产纯碱的工艺
工业生产纯碱的工艺主要分为两个步骤：氯碱法和碳酸盐法。
一、氯碱法：
1. 氯碱法的原料是氯化钠（普通盐）和水。
2. 首先将氯化钠溶解在水中，形成氯化钠溶液。
3. 然后将氯化钠溶液通过电解槽进行电解。
电解槽内有两个电极，分别是阴极和阳极。
在电解过程中，发生以下两个反应：
a. 在阴极处，水被还原为氢气和氢氧根离子：
2H2O + 2e- →H2 + 2OH-
b. 在阳极处，氯化钠被氧化成氯气和钠离子：
2Cl- →Cl2 + 2e-
4. 钠离子和氢氧根离子在电解槽中发生中和反应，生成氢氧化钠（烧碱）：
Na+ + OH- →NaOH
5. 最后，将生成的氢氧化钠通过蒸发、结晶、过滤等步骤，得到纯碱。
二、碳酸盐法：
1. 碳酸盐法的原料是石灰石（含有碳酸钙）和氯化钠（普通盐）。
2. 首先将石灰石和氯化钠混合，并进行炉内加热，产生化学反应：
CaCO3 + 2NaCl →Na2CO3 + CaCl2
3. 反应生成的碳酸钠溶液经蒸发浓缩，并进行过滤和结晶，得到纯碱。
以上是两种常见的工业生产纯碱的工艺，具体选择哪种工艺主要取决于原材料的可获得性以及成本和生产效率等因素。
高中化学工业生产之工业制碱法
❖ 中学化学工业生产之工业制碱法一、氨碱法（索尔维制碱法）（一）基本操作流程（二）基本化学思维1、先用氨气通入饱和食盐水，使之成为氨盐水，在通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠，有沉淀析出* 反应中的二氧化碳是碳酸钙煅烧所生成的 ④23CO CaO CaCO +−→−∆ 2、过滤洗涤得到碳酸氢钠沉淀；同时将滤液作为母液，溶于其中的是氯化铵、氯化钠 （三）氨碱法（索尔维制碱法）的优缺点：1、优点：（1）原料便宜（石灰石、生石灰、氯化钠等）（2）产品纯碱较为纯净（3）副产品二氧化碳、氨气等都可以被循环利用（4）制造步骤简洁、易于操作（5）可用与大规模生产2、缺点：（1）氯离子（氯化钠）和钙离子（石灰石）的利用率极低大多生成氯化钙作为废液排出，虽然没有什么污染但是是一个很大的负担（2）原料氯化钠的利用率只有72% ~ 74%二、联合制碱法（一）基本操作流程（二）基本化学思维1、先用氨气通入饱和食盐水，使之成为氨盐水，在通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠，有沉淀析出2、过滤洗涤得到碳酸氢钠沉淀；同时将滤液作为母液，溶于其中的是氯化铵、氯化钠3、最终加氯化钠细末的缘由：细粉末状增大接触面积；冷却主要考虑到其溶解度4、原母液：氯化铵、氯化钠、碳酸氢钠+--+→+42333NH CO NH HCO其中溶液中的铵根离子过多，所以母液中再加入碳酸根生成碳酸氢根，才能最大利用溶液中的碳酸根（三）联合制碱法的优点：① 用氨厂的废气二氧化碳，转变为碱厂的主要原料来制取纯碱，可以节约了碱厂里用于制取二氧化碳的石灰窑② 将碱厂的无用的成分氯离子来代替价格较高的硫酸固定氨厂里的氨，制取氮肥氯化铵。
③ 从而不再生成没有多大用处，又难于处理的氯化钙，削减了对环境的污染，并且大大降低了纯碱和氮肥的成本，充分体现了大规模联合生产的优越性。
2.3两种制碱方法
2.3纯碱制造技术的发展无水碳酸钠，俗名纯碱、苏打。
它是玻璃、造纸、肥皂、洗涤剂、纺织、制革等工业的重要原料，还常用作硬水的软化剂，也用于制造钠的化合物。
它的工业制法主要有氨碱法和联合制碱法两种。
一、氨碱法（又称索尔维法）它是比利时工程师苏尔维（1838～1922）于1861年发明的纯碱制法。
他以食盐（氯化钠）、石灰石（经煅烧生成生石灰和二氧化碳）、氨气为原料来制取纯碱。
1、盐水精制（加熟石灰、纯碱，除去镁离子、钙离子）2、使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水，即盐水氨化。
3、再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液，氨盐水碳酸化。
NaCl＋NH3＋H2O＋CO2＝NaHCO3↓＋NH4Cl4、将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体，再加热煅烧制得纯碱产品，放出的二氧化碳气体可回收循环使用。
2NaHCO3＝Na2CO3＋H2O＋CO2↑5、含有氯化铵的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热，所放出的氨气可回收循环使用。
CaO＋H2O＝Ca(OH)2，2NH4Cl＋Ca(OH)2＝CaCl2＋2NH3↑＋2H2O氨碱法的优点是：原料（食盐和石灰石）便宜；产品纯碱的纯度高；副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；制造步骤简单，适合于大规模生产。
但氨碱法也有许多缺点：原料食盐的利用率只有72％～74％，氯化钙溶液数量大、难处理。
二、联合制碱法（又称侯氏制碱法）它是我国化学工程专家侯德榜（1890～1974）于1943年创立的。
是将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来，同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。
原料是食盐、氨和二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。
其化学反应原理是：C＋H2O＝CO＋H2，CO＋H2O＝CO2＋H2联合制碱法包括两个过程：第一个过程与氨碱法相同，将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液。
工业制纯碱
（1）往饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳： NH3 + CO2 + H2O → NH4HCO3；
NH4HCO3 + NaCl → NaHCO3↓+ NH4Cl
（2）过滤出碳酸氢钠经煅烧制碳酸钠：
2NaHCO3
Na2CO3+ CO2↑+ H2O
3.生产工艺：
NH3
CO2
合成氨工厂
①通NH3 ②加NaCl细粒
的盐分等杂质含量要高于氨碱法 ；
表3 近几年三种纯碱生产工艺产能比例变化趋势（%）
年份 氨碱 联碱 天然碱
2005
51.64
42.62
5.78
2006
53.1
40.52
6.36
2007
50.64
42.21
7.15
2008
48.42
45.19
6.39
2009
46.32
48.17
5.51
氨碱法
联碱法
温度 物质
0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 100℃
NaCl NH4Cl
35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 39.8 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.3 77.3
1.生产原料：
氯化钠、氨气、二氧化碳
2．生产原理：
（2）哪些物质相互间会反应？ H2O+NH3+CO2 （3）NaCl+NH4HCO3混合液中有哪些离子？
可能会形成哪些物质？ Na+，Clˉ，NH4+，HCO3ˉ
NaCl，NH4Cl，NH4HCO3，NaHCO3
纯碱的工业生产方法
CO2 + H2
侯德榜制碱法的优点： ——联合制碱法
1、提高了氯化钠的利用率
2、同时得到了纯碱和氯化铵两种产品 3、综合利用了氨厂的废弃物 CO2，工厂设 备比氨碱法简单
3、氨碱法和联合制碱法比较
化工生产基本原理 优点 缺点
工艺不同料低廉，成本降低， 氨循环利用；产品纯度 高；制造步骤简单
（一）氨碱法生产纯碱（索尔维制碱法）
CaCO3→CO2+CaO
CaO+H2O→Ca(OH)2
NaCl NaCl+NH3+CO2+H2O→NaHCO3+NH4Cl
2NaHCO3→N产a2品CO3+CO2+H2O
2NH4Cl+Ca(OH)2 →2NH3+CaCl2+2H2O
NaCl
副产品
NaCl
优点：
纯碱的工业生产方法
纯碱的用途
玻璃
食品
造纸
制皂 纺织
纯碱的制法
目前纯碱的生产方法有索尔维法 （氨碱法）、联碱法及天然碱法。美 国是世界纯碱生产第一大国，纯碱全 部来自天然碱。亚洲纯碱以合成碱为 主，主要生产国家为中国、印度和日 本。
天然盐湖制碱法 索尔维法(氨碱法) 侯氏制碱法(联合制碱法)
内蒙古鄂尔多斯 合同查汗淖碱湖
原料便宜易得，产品纯度高，氨和部 分二氧化碳可以循环使用，制作步骤简单。
缺点：
副产物氯化钙的处理，食盐的利用率 不高，大约只有70%。
如何进一步提高食盐的利用率，不生成无用 的CaCl2是必须要解决的问题。
1939年，侯德榜改良了索尔维制碱法， 摒弃了氨碱法的缺点，被称为侯德榜制碱法。
侯德榜
工业化学-第四章纯碱工业
思考题1、纯碱工业有几种生产方法？2、简述氨碱法生产纯碱的主要过程。
3、写出氨碱法生产纯碱的原则流程。
4、石灰石煅烧反应是何反应（）、石灰石煅烧反应是何反应（）（）？5、煅烧与焙烧的主要区别是什么？6、碳化塔为什么要“倒塔”操作？碳化塔为什么要“倒塔”操作？概述4.1 4.1.1纯碱的作用纯碱即碳酸钠Na 2CO 3，也称苏打（Soda or Soda Soda or Soda--ash ）为白色细粒结晶粉末，相对密度为2.533，熔点为851℃，易溶于水。
工业产品纯度在99％左右，按颗粒大小、堆积密度不同，分为超轻质纯碱轻质纯碱重质纯碱分为超轻质纯碱、轻质纯碱、重质纯碱。
纯碱是用途广泛的基本化工原料，大量用于玻璃、搪瓷、制皂造纸纺织印染合成纤维冶金皮革无机盐和医皂、造纸、纺织、印染、合成纤维、冶金、皮革、无机盐和医药工业。
纯碱工业是在国民经济中有重要地位的基础化学工业。
概述4.14.1.2纯碱的工业生产方法1、氨碱法（索尔维法））为原料，焦炭为燃料，石灰石（CaCO）、石灰石（以食盐（NaCl）、）为原料焦炭为燃料3以氨为催化剂在系统中循环使用的制碱法。
）。
产品为纯碱，废物为氯化钙（CaCl2具有原料易得，价格低廉，生产连续，产品纯度高，能大规模生产等优点。
是当前占主导地位的工业制碱法。
重点介绍氨碱法的工艺流程和设备。
重点介绍氨碱法的工艺流程和设备概述4.14.1.2纯碱的工业生产方法2、联碱法1942年化学家侯德榜的研究成果，科学地将合成氨与制碱工艺联合起来，称“联合制碱法”，或“侯氏制碱法”。
）合成氨装置的产品氨（）副联碱法以食盐（NaCl）、合成氨装置的产品氨（NH3）、副产品二氧化碳（CO2），产品为纯碱和氯化铵（NH4Cl）。
联碱法具有原料利用率高，可达95％以上，不需石灰石和焦炭，节省了原料、能量及运输等的消耗，故成本低，流程短，无大量废液、废渣等优点。
概述4.14.1.2纯碱的工业生产方法3、天然碱加工法天然碱是制碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠的种原料。
纯碱的生产工艺流程
纯碱的生产工艺流程
纯碱，也称为氢氧化钠（NaOH），是一种重要的化工原料和中间体，
在各个工业领域中都有广泛应用。
纯碱的生产工艺流程通常包括以下几个
主要步骤：
1.矿石粉碎和浸出：通常采用天然矿石（如氯化钠和重晶石）作为原料。
首先，将矿石破碎成合适的粒度，然后通过水或碱液的浸泡，使其与
溶液中的钠离子发生反应，生成氢氧化钠溶液。
2.滤液和净化：将浸出得到的氢氧化钠溶液通过过滤器进行分离，将
固体残渣与溶液分离开，并去除其中的杂质和不溶性物质。
3.浓缩和结晶：将经过滤和净化的氢氧化钠溶液进行蒸发浓缩，以提
高溶液中氢氧化钠的浓度。
当溶液浓度达到一定的程度后，进行结晶处理，使溶液中的氢氧化钠结晶出来。
4.离心和干燥：将结晶得到的氢氧化钠固体通过离心进行分离，去除
溶液中的部分水分。
然后，将固体氢氧化钠进行干燥处理，去除残留的水分，以得到纯净的氢氧化钠固体。
5.粉碎和包装：将干燥后的氢氧化钠固体进行粉碎，使其颗粒度符合
要求。
最后，将粉碎得到的氢氧化钠产品进行包装，以方便运输和储存。
除了上述主要步骤外，还有一些附加处理可以用于提高纯碱的纯度和
品质，例如饱和结晶、冷却结晶、脱硫等。
此外，不同的生产工艺流程可
能还有一些细微差异，取决于原料特性、生产规模和技术要求等因素。
总之，纯碱的生产工艺流程主要包括矿石粉碎和浸出、滤液和净化、
浓缩和结晶、离心和干燥、粉碎和包装等步骤。
这些步骤通过一系列物理
和化学过程的组合，实现了从原料到成品的转化，最终得到高纯度的氢氧化钠产品。
工业制纯碱
• 1861年，比利时人索尔维（Ernest Solvay,1832-1922）以食盐、石灰石和氨 为原料，制得了碳酸钠和氯化钙，是为氨 碱法（ammomia soda process）。 • 后来侯德榜改进了该方法，即为侯氏制碱 法。
侯德榜介绍： 在中国化学工业史上，有一位杰出的科学家，他为祖国的化 学工业事业奋斗终生，并以独创的制碱工艺闻名于世界，他 就像一块坚硬的基石，托起了中国现代化学工业的大厦，这 位先驱者就是被称为“国宝”的侯德榜。 侯德榜制碱背景： 1937年，抗日战争爆发，由于当时内地盐价昂贵，用传统的 索尔维法制碱成本太高，无法维持生产，为寻找适应内地条 件的制碱工艺，永利公司准备向德国购买新的工艺，但德国 与日本暗中勾结，除了向侯德榜一行高价勒索外，还提出了 种种对中国人来说是丧权辱国的条件，为了维护民族尊严， 侯德榜与永利的工程技术人员一起，认真剖析了察安法流程， 终于确定了具有自己独立特点的新的制碱工艺，1941年，这 种新工艺被命名为“候氏制碱法”。
2NH4Cl+Ca(OH)2→2NH3↑+CaCl2+2H2O （NH3循环使用）
思考：为什么在饱和食盐水中先通入氨气？
饱和的氨盐水比氨水更容易吸收二氧化碳， 食盐水是中性的，只有少 量CO2和水起反应，不利于吸收二氧化碳；而氨盐水是指在饱和食盐 水通氨气，氨气极易溶于水（ 1体积水溶解700氨气），氨水 （NH3· H2O）是碱性的，能和酸性氧化物CO2反应，少量CO2生成碳 酸铵(NH4)2CO3,过量CO2,生成碳酸氢铵NH4HCO3，反应的化学方程 2NH3· H2O+CO2=(NH4)2CO3+H20 NH3· H20+CO2=NH4HCO3
纯碱的合成
纯碱的合成纯碱，化学名为氢氧化钠，是一种重要的化工原料。
它广泛应用于玻璃制造、纺织工业、造纸工业、化学工业等领域。
纯碱的合成方法有多种，下面将介绍其中两种主要的合成方法。
第一种合成方法是氯碱法。
氯碱法是目前纯碱生产的主要方法之一。
它的基本原理是利用电解质溶液中的氯离子和水反应生成次氯酸氢根离子和氢氧根离子，再将次氯酸氢根离子与氢氧根离子反应生成氯离子和氢氧化钠。
这种方法的优点是反应速度快，纯碱产量高，但同时也会产生大量的氯气和次氯酸钠等副产物，对环境造成污染。
第二种合成方法是铸造法。
铸造法是一种相对简单的纯碱合成方法。
它的基本原理是将石灰与食盐在高温下反应生成氯化钙和水合氯化钠，然后将氯化钙与水合氯化钠溶液反应生成氯化钠和水合氢氧化钙，最后通过加热分解水合氢氧化钙得到纯碱。
这种方法的优点是反应过程简单，纯碱产量高，但同时也会产生大量的氯化钙等副产物，对环境造成一定的污染。
纯碱的合成过程中还需要注意一些问题。
首先是原料的选择，要选择纯度高、质量稳定的石灰和食盐作为原料，以确保合成纯碱的质量。
其次是反应条件的控制，包括温度、压力、反应时间等因素，这些因素都会对合成纯碱的产率和纯度产生影响。
另外，合成过程中还需要注意安全操作，避免发生意外事故。
纯碱是一种重要的化工原料，它在许多领域都有广泛的应用。
在玻璃制造中，纯碱可以用作玻璃成分的主要原料，它能够降低玻璃的熔点，提高玻璃的透明度和强度。
在纺织工业中，纯碱可以用作纺织品的脱脂剂和缓冲剂，能够去除纺织品上的油脂和杂质，提高纺织品的质量。
在造纸工业中，纯碱可以用作造纸的碱性浸泡剂，能够中和纸浆中的酸性物质，提高纸张的质量。
在化学工业中，纯碱可以用作酸碱中和反应的中和剂，能够调节反应的酸碱度，促进反应的进行。
纯碱的合成方法有多种，其中氯碱法和铸造法是两种主要的合成方法。
纯碱在玻璃制造、纺织工业、造纸工业、化学工业等领域都有广泛的应用。
合成纯碱的过程中需要注意原料选择、反应条件控制和安全操作等问题。
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侯德榜制碱法 原料： CO2 、NH3、NaCl
△
2NaHCO3 产物的生成：
Na2CO3 + CO2 + H2O
滤液：NaCl 循环使用 滤渣：NH4Cl 化工原料和肥料
滤液的处理 NH3、NaCl （NaCl、NH4Cl）
｛
“联合制碱法” 在联合制碱中，所用原料CO2和NH3是 中“联合”的意 由 ，提供，所以工业生产上 合成氨厂 义？
三、侯氏制碱（联合制碱法） 侯氏制碱法的流程图(联合制碱法）
侯氏制碱法的原理
1、合成氨工厂的反应： N2的制取：空气液化 高温 高温 H2、CO2的制取： C+H2O(g)→ H2+CO 、CO+H2O(g) → H2+CO2 NH3的合成： N2+3H2 → 2NH3 2、向已经氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳 3、 加热碳酸氢钠，得到碳酸钠
CO2 ：高温下焦炭与水蒸气的反应 NH3 ：工业合成氨的反应
原 料 来 CO ：石灰石的煅烧 2 源 NH3 ：Ca(OH)2与NH4Cl的反应 循环物 质 优缺点
CO2
NH3
CO2
NaCl
优点： 1、原料（食盐和石灰石）便宜； 2、产品纯碱的纯度高； 3、副产品氨和二氧化碳都可以回收 循环使用； 4、制造步骤简单，适合于大规模生 产。 1、 NaCl利用率低 缺点： 2、生成用途不大的CaCl2
二、索尔维制碱法（氨碱法）： 索氏制碱法的流程图：（氨碱法）
饱 和 食 盐 水 过滤 通NH3 氨 洗涤 盐 通CO2 水 煅 石灰石 沉淀
NaHCO3
煅烧
CO2(循环使用）
Na2CO3产品
滤液
NH4Cl、NaCl
NH3(循环使用）
Ca(OH)2
CO2 CaO
废液CaCl2、NaCl
索氏制碱原理：
联合制碱工业
12040341 42 李苒
一、纯碱工业的发展史：
纯碱是重要的化工原料之一，也是大众消费 品，广泛应用于玻璃工业、钢铁工业、化学 工业、医药工业、搪瓷、纺织、印染、造纸、 食品等多种工业的生产。1983年，世界纯碱 产量为30Mt。 纯碱工业始于18世纪末，法 国人勒布朗，比利时人索尔维，中国人侯德 榜等，都先后作出了突出的贡献。
常将侯氏制碱和合成氨联合在一起，所 以，称为 联合制碱法
侯氏制碱法的优 点 1、提高了NaCl利用率
2、产生了有用的化工原料 和肥料 NH4Cl
索氏制碱法的流程图：（氨碱法）
饱 和 食 盐 水
过滤
通NH3
沉淀
NaHCO3
煅烧
CO2(循环使用）
氨 洗涤 盐 通CO2 水
煅烧 CO2 CaO
Na2CO3产品
NH3(循环使用）
Ca(OH)2
滤液
NH4Cl、NaCl
废液CaCl2、NaCl
石灰石
Ca(OH)2石灰乳
侯氏制碱法的流程图（联合制碱法）
四、侯氏制碱法与索氏制碱法的异同点： 1、相同点： 原理相同
NaCl＋NH3＋H2O＋CO2→NaHCO3↓＋NH4Cl 2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑
优点：1、提高了NaCl利用率
2、产生了有用的化工原料 和肥 料 NH4Cl
2NaHCO3→Na2CO3+H2O+CO2 NH3+H2O+CO2+NaCl→NH4Cl+NaHCO3↓（析出）
思考1：在滤液中通入氨气的目的？
1、增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析出 2、使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出NH4Cl的纯度
NH4Cl
NaCl
思考2：在滤液中加入固体NaCl目的 同离子效应，使NH4Cl沉降，在降温至t1℃以下分 离析出更多的NH4Cl沉淀，同时又补充了下一过程 中所要的N a+
2NH4Cl+Ca(OH)2→2NH3↑+CaCl2+2H2O （NH3循环使用）
思考：为什么在饱和食盐水中先通入氨气？
饱和的氨盐水比氨水更容易吸收二氧化碳， 食盐水是中性的，只有少 量CO2和水起反应，不利于吸收二氧化碳；而氨盐水是指在饱和食盐 水通氨气，氨气极易溶于水（ 1体积水溶解700氨气），氨水 （NH3· H2O）是碱性的，能和酸性氧化物CO2反应，少量CO2生成碳 酸铵(NH4)2CO3,过量CO2,生成碳酸氢铵NH4HCO3，反应的化学方程 2NH3· H2O+CO2=(NH4)2CO3+H20 NH3· H20+CO2=NH4HCO3
侯德榜介绍： 在中国化学工业史上，有一位杰出的科学家，他为祖国的化 学工业事业奋斗终生，并以独创的制碱工艺闻名于世界，他 就像一块坚硬的基石，托起了中国现代化学工业的大厦，这 位先驱者就是被称为“国宝”的侯德榜。 侯德榜制碱背景： 1937年，抗日战争爆发，由于当时内地盐价昂贵，用传统的 索尔维法制碱成本太高，无法维持生产，为寻找适应内地条 件的制碱工艺，永利公司准备向德国购买新的工艺，但德国 与日本暗中勾结，除了向侯德榜一行高价勒索外，还提出了 种种对中国人来说是丧权辱国的条件，为了维护民族尊严， 侯德榜与永利的工程技术人员一起，认真剖析了察安法流程， 终于确定了具有自己独立特点的新的制碱工艺，1941年，这 种新工艺被命名为“候氏制碱法”。
标准状况下CO2和NH3在水中的溶解度如下表所示
CO2
溶解性（体积比）
NH3
1 : 700 0.88 ~18
1 : 1.7 ~1 ~0.076
溶液的密度 （g ·cm-3）
饱和溶液的物质的量 浓度（mol ·L-1）
索尔维制碱法
原料： CO2 、 NaCl、 NH3
产物的生成： 2NaHCO3 滤液的处理 △
2、不同点：
索氏制碱法（氨碱法）
侯氏制碱（联合制碱法）
滤液处 理方法 Ca(OH)2+2NH4Cl →2NH3+CaCl2+2H2O Ca(OH)2来源： CaCO3→CaO+CO2 CaO+H2O →Ca(OH)2
1、通入NH3： a、增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析 出 b 、使 NaHCO3 转化为 Na2CO3 ，提高析 出NH4Cl的纯度 2 、 降 温 , 并 加 入 过 量 NaCl ： 低 温 时 NH4Cl 溶解度比NaCl小，所以可 以使NH4Cl析出，同时补充Na+
Ca(OH)2石灰乳
NH3+CO2+H2O→NH4HCO3 NH4HCO3+NaCl→NaHCO3↓+NH4Cl 总反应方程式： NaCl + CO + H O + NH → NaHCO ↓ + NH Cl 2 2 3 3 4 2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑（CO2循环使用）
NH4Cl又可以与生石灰反应，产生NH3，重新作为原料使用：
• 氨碱法使生产实现了连续性生产，食盐的利用率得到提高 ，产品质量纯净，因而被称为纯碱，但最大的优点还在于 成本低廉。1867年索尔维设厂制造的产品在巴黎世界博览 会上获得铜制奖章，此法被正式命名为索尔维法。此时， 纯碱的价格大大下降。消息传到英国，英国哈琴森公司取 得了两年独占索尔维法的权利。1873年哈琴森公司改组为 卜内门公司，建立了大规模生产纯碱的工厂，后来，法、 德、美等国相继建厂。这些国家发起组织索尔维公会，设 计图纸只向会员国公开，对外绝对保守秘密。凡有改良或 新发现，会员国之间彼此通气，并相约不申请专利，以防 泄露。除了技术之外，营业也有限制，他们采取分区售货 的办法，例如中国市场由英国卜内门公司独占。由于如此 严密的组织方式，凡是不得索尔维公会特许权者，根本无 从问津氨碱法生产详情。多少年来，许多国家要想探索索 尔维法奥秘的厂商，无不以失败而告终。 • 后来被更为先进的侯氏制碱法所代替
Na2CO3 + CO2 + H2O
（ NH4Cl、NaCl）
Ca(OH)2
索尔维法的优点： 1、原料（食盐和石灰石）便宜；
NH3 + CaCl2
2、产品纯碱的纯度高； 3、副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用； 4、制造步骤简单，适合于大规模生产。
1、 NaCl利用率低 缺点：
2、生成用途不大的CaCl2
勒布朗制碱法的原料: NaCl、 H2SO4浓、 C、CaCO3
NaCl
+H2SO4浓
Na2SO4 Na2S
2NaCl+H2SO4─→Na2SO4+2HCl
Na2SO4 Na2S
+C
Na2SO4+2C─→Na2S+2CO2
+CaCO3
Na2CO3
Na2S+CaCO3─→Na2CO3+CaS
缺点:此法因难于连续生产，又需硫酸作原料，设备腐蚀严
• 勒布朗制碱法（英语：Leblanc Process） 是由法国化学家尼古拉斯 勒布朗在1791年 所发明的工业合成碳酸钠的方法。该方法 包括以下两个阶段：首先从原料氯化钠与 浓硫酸在高温下的反应得到中间产物硫酸 钠，然后通过硫酸钠与木炭和碳酸钙的反 应来得到碳酸钠。该方法随着氨碱法的出 现和发展而逐渐过时被淘汰
重，产品质量不纯，原料利用不充分，价格较贵，所以在投产 50年后不敌索尔维法的竞争，于20世纪20年代被淘汰。虽被索 尔维法和其他方法所代替，但在历史上曾盛行一时，是化学工 业发展史的一个里程碑。
• 1861年，比利时人索尔维（Ernest Solvay,1832-1922）以食盐、石灰石和氨 为原料，制得了碳酸钠和氯化钙，是为氨 碱法（ammomia soda process）。 • 后来侯德榜改进了该方法，即为侯氏制碱 法。