用芒硝生產(chǎn)硝酸鈉的新方法
【專利說明】用芒硝生產(chǎn)硝酸鈉的新方法[0001 ] 本發(fā)明是一種生產(chǎn)化工產(chǎn)品硝酸鈉的方法。
[0002]目前，世界上生產(chǎn)硝酸鈉的工藝方法有下列幾種:一是智利，利用智利硝石碎取；
二是美國，利用天然氣和燒堿摧化合成；三是其他國家利用硝酸和純堿中和而成。
[0003]在本發(fā)明之前，發(fā)明人最先的實驗是以普通石灰與硝酸中和制得的硝酸鈣液與芒硝液反應，然后過濾、濃縮、結晶制取硝酸鈉。但純度達不到工業(yè)級標準，副產(chǎn)品石膏不能作涂料使用。在完成本發(fā)明后，發(fā)明人得知四川省內(nèi)有兩個縣，采用了以過量石灰與硝酸反應制備的中間產(chǎn)物硝酸鈣同芒硝反應、過濾、濃縮、結晶得到硝酸鈉的工藝路線建成生產(chǎn)廠，但沒有成功。而且得到的副產(chǎn)物石膏不能作涂料使用，只能壓石膏板。甘肅省化工研究院張平軍同志發(fā)表在《無機工業(yè)鹽》1986年第六期上“復分解法生產(chǎn)硝酸鈉存在問題的研究”中，也用過量石灰與硝酸反應，先在pHll-13過濾，除去鎂尚子，再酸化至pH2_3時與芒硝反應，待反應完成后加入少量純堿調(diào)PH到7、過濾、濃縮、結晶的工藝方法，有它的缺陷性，他再該文件開頭時就成人該工藝存在最突出的問題是，所的產(chǎn)品硝酸鈉在幾元混合體中分離，易帶進Ca (NO3)2,Mg (NO3)2及CaSO4和Ca(OH)2等雜質(zhì)，并且產(chǎn)率低。按他的操作方法也不能在理論上和實踐上除盡這些雜質(zhì)，副產(chǎn)物石膏也不能作涂料石膏使用。
[0004]本發(fā)明的目的是。利用我過高純度的碳酸鈣礦石，特別是方解石與西北各省鹽堿地里的芒硝，生產(chǎn)滿足使用和工業(yè)需要的高純度硝酸鈉，同事得到涂料及石膏。
[0005]本發(fā)明是一種根據(jù)CaC03+2HN03 = Ca (NO3) 2+H20+C02 丨和 Ca (NO3) 2+Na2S04 =CaSO4丨+2NaN03的基本原理，用高純度的碳酸鈣礦石(尤其是方解石)與硝酸反應制備中間產(chǎn)物硝酸鈣的酸性溶液再于芒硝液反應后，先在酸性條件下過濾，分離酸性不溶物，再在含Na2CO3的堿性條件下過濾分離堿性不溶物，最后將濾液，濃縮、結晶得到硝酸鈉晶體的方法。
[0006]本發(fā)明的技術方案是:
[0007]1.制備中間產(chǎn)物硝酸鈣的酸性溶液，用高純度的碳酸鈣礦石特別是方解石，以水洗凈其雜質(zhì)和泥土，置于耐酸池內(nèi)加入硝酸，反應后得到硝酸鈣的酸性溶液。最好取PH1-2時的過濾澄清液備用。
[0008]2.芒硝的預處理。將芒硝晶體用冷的飽和芒硝液洗去實驗和其他雜質(zhì)，再溶解澄清備用。
[0009]3.在耐酸池中進行硝酸鈣和芒硝的復分解反應，攪拌、加溫，使混合物充分反應。
[0010]4.用pH試紙查反應液的pH值，在酸性特別是pH值為6時過濾，分離酸性不溶物。濾液加入硝酸鋇試劑，知道不再產(chǎn)生沉淀物為止，徹底出去硫酸根離子，過濾分離沉淀物后將濾液送人凈化池,完成酸性過濾。
[0011]5.用水反復洗滌酸性不溶物，過濾、干燥，得到副產(chǎn)品涂料及石膏，洗水用于稀釋芒硝。
[0012]6.向凈化池溶液中加入工業(yè)純堿，并攪拌在溶液呈堿性后，特別是PH8-9時，過濾分離沉淀，完成凈化。凈化液送入儲池澄清備用。
[0013]7.吧儲池內(nèi)的溶液送入蒸發(fā)鍋，濃縮至剛有結晶體折出，轉(zhuǎn)入結晶池自然冷卻，進行第一次結晶，把晶體撈出，用少量凈化后的硝酸鈉溶液沖洗后，送干燥室干燥，包裝可得到食品級硝酸鈉(NaNO3)產(chǎn)品。
[0014]8.把第一次結晶后的母液轉(zhuǎn)入蒸發(fā)鍋，濃縮至有大量結晶折出，轉(zhuǎn)入結晶池自然冷卻，進行第二次結晶，撈出晶體，用少量凈化后的硝酸鈉液沖洗后送干燥室干燥、包裝，得到工業(yè)級硝酸鈉產(chǎn)品。
[0015]本發(fā)明的技術關鍵在于①選用高純度的碳酸鈣礦石，提高中間產(chǎn)物硝酸鈣的純度，要求礦石中CaCO3含量不低于95%，最好是選用方解石。②復分解反應后，先在酸性而別是pH6左右過來，分離酸性不溶物，并徹底除去硫酸根離子，同事又保證了石膏達到涂料級標準。③把除凈酸性不容物和硫酸根離子的濾液用純堿調(diào)PH值達到堿性，最好使pH為
8-9，使酸性可溶的重金屬離子和鈣、鎂、鐵、鋇等離子形成不溶性的鹽酸鹽，過濾即可除去全部雜質(zhì)。
[0016]本發(fā)明密切相關的現(xiàn)有技術，是用過量的普通石灰與硝酸反應后得到的硝酸鈣的堿性溶液。過濾再酸化后與，芒硝反應，再用純堿調(diào)pH到中性進行過濾。最后將濾液濃縮、結晶制取硝酸鈉。這一方法無法無得成功的關鍵在于普通石灰含有大量的難于除去的雜質(zhì)，生產(chǎn)的中間產(chǎn)物硝酸鈣純度低。另外，石灰乳是一種強堿性的氫氧化物，在它的作用下可使一些兩性金屬的堿產(chǎn)生能榮譽強堿性的硝酸鈣溶液的復式鹽。酸化后，這些復式鹽又形成可溶性的硝酸鹽。這樣很難除去這一部分雜質(zhì)，連硫酸根離子都無法徹底除去。在中性條件下除去碳酸鹽沉淀，在實踐中無法徹底除去所有金屬離子。所以這種幾元混合物溶液始終在進行一種復分解的可逆反應。因此這一現(xiàn)有技術存在著除去雜質(zhì)和分離雜質(zhì)的困難，并且有產(chǎn)率低，副產(chǎn)物石膏不能作涂料用的缺點。
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，很好地解決了上述難題，不僅可制取高純度的食品級和工業(yè)級的硝酸鈉產(chǎn)品，而且能同時提供商品涂料級石膏，轉(zhuǎn)化率可達95 %以上。這種特殊的積極效果是現(xiàn)有技術的任何方法都無法辦到的。
[0018]實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方案是:按本發(fā)明的方法，選用方解石與硝酸制備的硝酸鈣中間產(chǎn)物，在pH值為1-2時與芒硝液混合攪拌，并在pH6過濾，分離涂料級石膏，滴入硝酸鋇徹底除去硫酸根離子，再用工業(yè)級純堿調(diào)PH8-9，使幾乎所有的金屬離子和鈣、鎂、鋇、鐵等離子形成碳酸鹽沉淀，過濾后得到一種高純度的硝酸鈉溶液，通過結晶提純，保證了產(chǎn)品硝酸鈉的純度。發(fā)明人采用這一方案，在潼南縣科委的監(jiān)督下中試生產(chǎn)了 500公斤硝酸鈉。經(jīng)檢驗，產(chǎn)品打打牌GB4553-84 —類一級標準。
【主權項】
1.一種生產(chǎn)硝酸鈉(NaNO3)的方法，它根據(jù)Ca(N03)2+Na2S04 = CaSO4 I +2NaN03的基本原理，采用過濾、濃縮結晶的方法，本發(fā)明的特征是，用高純度的碳酸鈣礦石與硝酸反應得到的硝酸鈣同芒硝在溶液中發(fā)生反應后，先進行酸性過濾，再進行堿性過濾，最后將濾液濃縮結晶得到硝酸鈉晶體。2.如權利要求1所述的方法，其特征是用于制備硝酸鈣的碳酸鈣礦石純度不低于95%03.如權利要求1所述的方法，其特征是用于制備硝酸鈣的碳酸鈣礦石是方解石。4.如權利要求1所述的方法，其特征是制備硝酸鈣是一種含游離硝酸的酸性溶液，特別是PH值為1-2的酸性溶液。5.如權利要求1所述的方法，其特征在于酸性過濾是在pH值為6左右進行。6.如權利要求1所述的方法，其特征在于酸性過濾后加入硝酸鋇，徹底消除硫酸根離子。7.如權利要求1所述的方法，其特征在于堿性過濾是在完成酸性過濾后，加入工業(yè)純堿使溶液呈堿性后進行，特別是在pH值8-9時進行。8.如權利要求1所述的方法，其特征是把酸性過濾所得不溶物用水洗滌后得到副產(chǎn)品涂料級石膏。
【專利摘要】本發(fā)明是一種生產(chǎn)化工產(chǎn)品硝酸鈉的方法。本發(fā)明采用高純度的碳酸鈣礦石(特別是方解石)與硝酸(HNO3)反應后得到的Ca(NO3)2與芒硝(Na2SO4)在溶液中發(fā)生反應后，先在酸性條件下過濾分離酸性不溶物，再在堿性條件下過濾分離堿性不溶物，最后將濾液濃縮結晶制取硝酸鈉(NaNO3)。采用本發(fā)明生產(chǎn)的硝酸鈉純度高，并可同時制取副產(chǎn)物涂料級石膏，轉(zhuǎn)化率高達95％，成本低，效益好。
【IPC分類】C01D9/12, C01F11/46
【公開號】CN105565346
【申請?zhí)枴緾N201410537755
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】劉凱
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2014年10月13日