揭秘联合制碱法

揭秘联合制碱法

河南 郭海伦

联合制碱法是我国化学家侯德榜先生于40年代研究成功的制碱新工艺，又称“侯氏制碱法”。与氨碱法相比，联合制碱法工艺进步了很多。此法保持了氨碱法的优点，消除了它的缺点，一方面使食盐的利用率提高到96%，另一方面生产出的氯化铵可作氮肥。是一种制碱和制氨相结合的联合生产方法。

具体流程如下：

第

一步：

将饱

和的

食盐

溶液

在冷却时用氨饱和后，在加压下通入二氧化碳(CO 2由CaCO 3分解而来)，由于碳酸氢钠溶解度较小而析出，即NaCl(饱和) +NH 3+H 2O+CO 2

==NH 4Cl+NaHCO 3↓。

第二步：将析出的碳酸氢钠晶体煅烧，即可制得碳酸钠。

2NaHCO 3

Na 2CO 3+H 2O+CO 2↑。 让我们一起分析一下侯氏制碱法的内在原理。

第一步其实是这样两步反应：①NH 3+H 2O+CO 2==NH 4HCO 3 ；②NH 4HCO 3+NaCl== NH 4Cl+ NaHCO 3↓。

在①中，为了让生成的碳酸氢钠尽可能多，氨气在水中的溶解应该达到饱和状态；而二氧化碳原来在水中溶解的并不多，但是由于氨气在水中溶解性大，且氨水呈碱性，故饱和的氨水可以吸收更多的二氧化碳气体。

下面是氯化铵和碳酸氢钠的溶解度对照表：

根据表格数据分析，通常

情况下易溶于水的碳酸氢钠大量析出而氯化铵不析出的原因是：在②中每生成53.5份质量的氯化铵同时会生成84份质量的碳酸氢钠，而碳酸氢钠的溶解度较小，所以会形成沉淀。

（思考一下：把碳酸氢钠沉淀过滤以后，滤液中主要存在的离子有哪些？）

由于氯化铵在常温时的溶解度比氯化钠大，而在低温时却比氯化钠溶解度小，在较低的温度下向滤液中加入磨细的食盐粉末，可使氯化铵单独结晶出来。

在第二步中，生成的碳酸钠就是我们俗称的纯碱，可用于制烧碱、制发酵粉、洗涤剂等。 最后，我们可以总结出联合制减法的优缺点。

优点：①原料利用率高。实验利用率可达96~97%。

②省掉了氨碱法中的石灰石与焦炭两种原料。

③不需要建回收氨的设备，节省基建费。

④无大量废渣废液排出，有利于保护环境。

⑤同时生产化肥和纯碱，经济效益高。

缺点：①生产过程中,设备利用率低，动力消耗大。

②需精制食盐，需预处理工序。

温度（℃） 0 20 40 60 80 100

氯化铵溶解度（g ） 29.4 37.1 45.8 55.2 65.6 77.3

碳酸氢钠溶解度（g ） 6.9 9.6 12.7 16.4 分解 分解 加热

③由于循环母液中含氯化铵的浓度高，设备腐蚀严重，因此需要防腐蚀材料。提示：Na+、HCO3—、NH4+、Cl—