制碱工艺

纯碱俗名苏打、石碱、碳酸钠、洗涤碱，化学式为Na2CO3。纯碱是重要的化工原料，广泛用于玻璃、日用化学、化工、搪瓷、造纸、医药、纺织、印染、制革等工业部门以及人们的日常生活，在国民经济中占有重要地位。

制碱工业中通过氨盐水吸收二氧化碳可得到得碳酸氢钠（俗称小苏打），再送煅烧工序，得到的即为轻质纯碱（轻灰）。轻质纯碱溶于水中，达到饱和后结晶生成一水碱，再经煅烧就成为重质纯碱（重灰）。轻重灰最明显的区别是重度堆密度不同，即相同体积重量不一样，轻灰≥500公斤/立方，重灰≥900公斤/立方。轻灰多用于食品，冶炼及玻璃制造，用的最多的是日化洗涤用品。重灰多用于浮法玻璃等高档玻璃的制造。

目前纯碱的生产方法有氨碱法、联碱法、天然碱法、芒硝制碱法、霞石制碱法等，其中最重要、国内最常用的是氨碱法和联碱法。

（一）氨碱法

在很早以前，人们就开始使用天然碱湖中的碱以及海草灰中的碱供洗涤和制造玻璃之用，到18世纪末，随着生产力的发展，天然碱的产量已远不能满足玻璃、肥皂、皮革等工业需要，因此人工制碱的问题就被提出来了。1861年，比利时人索尔维原是一名工人，在煤气厂从事稀氨水的浓缩工作，发现用食盐水吸收氨和二氧化碳时可以得到碳酸氢钠，于是获得用海盐和石灰石为原料制取纯碱的专利，这种方法也就被称之为“索尔维制碱法”。因为在生产过程中需用氨作为媒介，故又称为“氨碱法”。氨碱法主要工艺流程如下：

饱和食盐水氨盐

水沉淀NaHCO3沉淀NH4Cl NaCl

CO2（循环使用）

Na2CO3产品通NH3过滤洗涤通CO2

Ca(OH)2煅烧NH3（循环使用）

废液CaCl2，NaCl Δ

石灰石CaCO3

CO2

CaO 煅烧

石灰乳

Ca(OH)2

氨碱法制碱工艺的原理如下：

NH4Cl NaHCO3H2O CO2NH3NaCl +↓→+++

↑+→CO2CaO CaCO3，H2O 2CaCl NH32CaO NH4Cl 2++↑→+

H2O CO2CO32Na NaHCO32+↑+→

但是氨碱法存在着比较严重的缺点，即其对原料NaCl 的利用率低，且大量氯化物以废液形式排弃，不但原料无法完全利用，而且严重污染环境。

（二）联碱法

20世纪初期，德国人Schreib 提出将氨碱法碳酸化母液中所含的氯化铵直接制成固体作为产品出售。1931年德国人Gland 和Lupmann 获得初步结果。1938年我国永利化学工业公司在侯德榜博士领导下从事这项研究，历经数年，获得成功，命名为“候氏制碱法”，因为与氨厂联合，以氨厂的NH3和CO2同时生产纯碱和氯化铵两种产品，故又称“联碱法”。又因在生产过程中NaHCO3母液用于制NH4Cl ，NH4Cl 母液又用于制NaHCO3，过程循环进行，故又称为“循环制碱法”。联碱法制碱工艺副产的氯化铵简称“氯铵”，又称卤砂，是一种速效氮素化学肥

料；副产的食品级小苏打，普遍用于食品及饮料加工行业。联碱法制碱主要工艺流程如下： 碳化CO2

澄清

吸氨换热盐析

吸氨冷析过滤

NaCl 分离

煅烧纯碱氯化铵M ⅠA ⅠM Ⅱ

A ⅡCO2

联碱法制碱工艺的原理如下：

NH4Cl NaHCO3H2O CO2NH3NaCl +↓→+++

H2O CO2CO32Na NaHCO32+↑+→

氨碱法与联碱法工艺都是通过氨盐水吸收二氧化碳生成NaHCO3结晶，NaHCO3再经过煅烧制得Na2CO3产品，同时回收CO2气体回收利用。其不同点在于：

1、 氨碱法盐的利用率低，联碱法盐的利用率高；

2、 氨碱法通过母液蒸馏实现氨循环，联碱法是母液循环；

3、 氨碱法有大量的废渣废液排出，联碱法不需排废液；

4、 氨碱法生产工序、设备繁多，生产成本高。联碱法生产工序、设备简单，

生产成本低。

因此联碱法生产更节能、环保，更具发展前景，更能适应现代工业化生产。

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