纯碱基础知识

1、纯碱定义、分类、性质
纯碱又称苏打、碱灰，是白色粉末状固体。

虽然碳酸钠俗称纯碱，但它其实属于盐类物质，是一种强碱弱酸盐，因其水溶液显弱碱性而氨碱法生产产品较为纯净，而称为纯碱。

纯碱外观为白色粉末或细粒结晶、味涩，相对于水的密度为2.53，熔点为851℃。

易溶于水，在35.4℃其溶解度最大，每100g水中可溶解49.7g碳酸钠（0℃时为7.0g，100℃为45.5g）。

其水溶液水解呈碱性，有一定的腐蚀性，能与酸进行中和反应，生成相应的盐，并放出二氧化碳。

高温下可分解，生成氧化钠和二氧化碳。

纯碱在潮湿的空气里会潮解，慢慢吸收二氧化碳和水，部分变为碳酸氢钠，所以包装要严，否则会吸潮结块。

纯碱属非危险品，但因其与空气中水蒸气及二氧化碳反映生成碳酸氢钠等化学反应，因此在储运时要保持干燥，切忌受潮，宜少开通风窗户，减少空气流动；在运输时也应避免包装破损、污染；存放时与酸类、铵盐以及有毒物品隔离存放，不要混储、混运，储区应备有合适的材料收容泄漏物；搬运时应穿工作眼，戴口罩，以防与汗水接触伤害皮肤；火灾时可用水浇救。

分类：
按照密度和堆积度得不同，纯碱分类一般分为轻质纯碱和重质纯碱。

其中重质纯碱是轻碱经过水合得到的，密度、堆积度都要比轻碱高。

重碱是由轻碱在一定温度下，与水发生水合反映生成一水碳酸钠，一水碳酸钠较无水碳酸钠，结晶密实光华，结晶颗粒大而均匀。

堆积度为轻质纯碱的两倍。

如日用玻璃、普通玻璃瓶等；而重质纯碱由于能够满足浮法玻璃、氧化铝等需求大户对纯碱等级的特殊要求，产品附加值
2 纯碱生产工艺简述
目前纯碱工艺主要分为天然碱法和合成氨法，而合成氨法又分为氨碱法和联碱法。

我国纯碱工艺成熟，是世界上为数不多的三种工艺方法均有的国家之一。

除此之外，还有日本的新旭法、俄罗斯的霞石制碱法等。

氨碱法生产工艺简述
氨碱法使生产实现了连续性，食盐的利用率得到提高，产品质量纯净，因而产品被称为纯碱。

它是以食盐、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，使其生成溶解度较小的碳酸
氢钠沉淀和氯化铵溶液。

其化学反应原理是：NaCl＋NH3＋H2O＋CO2＝NaHCO3↓＋NH4Cl 其工业生产简单流程如下图：
氨碱法生产工艺流程图
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。

2NaHCO3＝Na2CO3＋H2O＋CO2↑放出的二氧化碳气体可回收循环使用。

而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。

联碱法生产工艺简述
联合制碱法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。

它保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到96 ％。

其原料是食盐、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：其工业生产简单流程如图所示：
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。

第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体。

在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。

此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液，已基本上被氯化钠饱和，可回收循环使用。

联合制碱法与氨碱法比较，其最大的优点是使食盐的利用率提高到96％以上，应用同量的食盐比氨碱法生产更多的纯碱。

另外它综合利用了氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子，同时，生产出两种可贵的产品——纯碱和氯化铵。

将氨厂的废气二氧化碳，转变为碱厂的主要原料来制取纯碱，这样就节省了碱厂里用于制取二氧化碳的大量的石灰石，将碱厂的无用的成分氯离子（Cl－）来代替价格较高的硫酸固定氨厂里的氨，制取氮肥氯化铵。

从而不再生成没有多大用处、又难于处理的氯化钙，减少了对环境的污染，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。

天然碱生产工艺简述
我国的天然碱矿多集中在河南桐柏地区，总储量达1.5亿吨，远景储量3-5亿吨，约占全国天然碱总储量的80%。

目前国内天然碱制取方法有三种，倍半碱流程、卤水碳化流程、水碱流程，均通过碱矿开采、溶解、煅烧等工艺制取纯碱。

3、纯碱产能产量
2010年我国纯碱产量为2043.8万吨，2011年1-10月份纯碱产量为1930.4万吨。

2011
年我国纯碱产能为2871万吨。

不完全统计，2012年纯碱行业新增产能460万吨左右。

4、纯碱主要下游
6、纯碱市场分布及特点构成、市场的报价方式
我国纯碱市场没有太大的地域性，主要消费市场在东部地区。

如华东、华北、华中等地区。

一般来说纯碱行业的淡旺季不是特别明显，但每年春节过后的3、4月份，因年前部分厂家有备货迹象或者年后下游开工尚不稳定，是纯碱行业的传统淡季，市场成交量有所减少。

影响纯碱市场报价的因素主要有：
a、市场供需状况：从短期来看，市场供求是决定市场价格的直接因素，它使价格围绕着市场价值或生产价格上下波动。

一般来说，当纯碱市场出现供大于求时，价格下跌，反之则上扬。

b、.原料价格：原料成本的提升绝大多数会推动产品价格的上涨。

c、国家宏观政策：国家政策的不断调整，会造成玻璃、印染等纯碱主要下游行业的变化，尤其是房地产行业，作为拉动经济的主要支柱产业之一，其行业走势的变化必然会引起纯碱价格的波动。

d、纯碱行业自身的原因：如重复建设不断加剧，新增产能增加，冲击市场，是导致纯碱价格短期大幅走跌的主要原因。

e、其它影响因素：如运输问题及自然灾害等。

8、纯碱与国家节能减排
氨碱生产环保矛盾的焦点主要是废液废渣。

氨碱法生产纯碱，每吨碱约排10m3废液，其中固体渣约300-350kg。

由于产生量大，很难大幅度综合利用，这也是困扰世界纯碱工业的难题。

氯化钙，是由纯碱排放的废液中提取的，是环保产品，氯化钙又是一个用途广泛的产品。

广泛应用于溶雪、石油钻探、除尘、建筑、干燥、橡胶、冶金、造纸、化工、制冷、食品、印染等行业。

目前，氨碱法纯碱企业每年从废液中回收40万吨左右的工业盐和80万吨左右的氯化钙。

9、纯碱发展中存在的问题分析及未来的方向
纯碱发展中存在的问题
A、产能增长过快，市场供过于求，
“十一五”期间，我国纯碱生产能力高速发展，随着新增产能的释放和竞争的加剧，市场价格周期性波动加大，纯碱行业经济效益大幅下滑，2008年下半年突如其来的金融危机加剧了纯碱行业的不利局面，导致纯碱价格大幅波动。

受金融危机的影响，2009年下游需求低迷，纯碱价格也跌入谷底，致使全行业亏损。

2010年国内经济企稳回升，市场需求增加，纯碱产量随即快速回升，国内企业的投资热情又开始逐渐高涨，预计“十二五”期间还将会有大量新增产能释放，纯碱行业很可能将再次进入下行周期。

B、氨碱法废液废渣难以治理
氨碱生产环保矛盾的焦点主要是废液废渣。

氨碱法生产纯碱，每吨碱约排10m3废液，其中固体渣约300-350kg。

由于产生量大，很难大幅度综合利用，这也是困扰世界纯碱工业的难题
C联碱比例增加，氯化铵市场竞争加剧
由于氨碱法废液废渣难以治理，新建、扩建项目多以联碱为主，随着联碱法生产纯碱的比例呈上升趋势，氯化铵产品的产能也上升很快，氯化铵市场的竞争也日益加剧。

现阶段，90%以上的氯化铵都是用来生产复混肥料，而2009年复混肥行业的开工率只有约30%，再加之尿素、磷铵等其它氮肥行业也存在不同程度的产能过剩问题，整个化肥市场的不景气，这给氯化铵的销售带来了极大的冲击。