天然碱制烧碱新工艺 本发明是关于一种利用天然碱和石灰直接苛化制烧碱的工艺。它适用于(各种不同质量的)天然碱和石灰为原料的苛化过程。
现有的苛化法制烧碱是用含NaCL很低的优质纯碱或重碱和石灰为原料的苛化过程。
优质纯碱和重碱是制成品，价格高，再用作原料投入制烧碱是不经济的。
天然碱是自然资源，它不含资本、能源和劳动投入，价格低廉，用天然碱直接苛化制烧碱是节省投资和能源的有效途径，也正是本发明的目的。
固态天然碱存在型式主要有以下几种：(1)晶碱石Na2CO3.NaHCO3.2H2O，(2)10水结晶物Na2CO3.10H2O，(3)单水结晶物Na2CO3.H2O，10水结晶物风化失水后变成单水结晶物。上述结晶物折成Na2CO3量表示天然碱的有效含量，含量往往不定。此外还有Na2SO4、NaCL等盐类以及泥砂。
以上结晶物在95℃溶于水后与石灰苛化生成NaOH和CaCO3，反应如下：
生产中，返固液的量足以促使全部NaHCO3按照下式变化：
因此，天然碱中的NaHCO3存在使石灰消耗量增加。
本发明的详细技术內容是：将一定量某含量的天然碱投入苛化器中的水(生产过程中为洗水)中，搅拌加热至95℃上。要求Na2CO3和NaHCO3在溶液中达到79～82滴度，然后加入过量的(过量5％)石灰(经消化)，在98～100℃下反应2小时，转化率可这83％，苛化成液含12～13％NaOH。停止搅拌和加热，苛化泥经30分钟沉降，将清碱液从苛化泥面以上的管口放出，送去蒸发。
苛化泥逐步由管道送至真空过滤器滤出稀碱液，滤出的稀碱液于下一次苛化完成后送入苛化器与苛化成液混合，至温度升到98℃停止搅拌和加热，使苛化泥沉降，将清碱液自苛化泥面以上的管口放出，送去蒸发。
滤出稀碱液之后的苛化泥渣用二次蒸汽凝水进行滤洗，回收泥渣中的Na2CO3和NaOH，所得洗水送至苛化器用来溶解天然碱。经充分滤洗后的废泥渣可制灰渣砖或用于改良酸性土壤，加以利用。含12～13％NaOH的清碱液中含有未转化的Na2CO3和不参加苛化反应地Na2SO4、NaCL等盐类。溶液蒸发到含49～51％NaOH时，由蒸发器放入时效槽进行时效析盐，使Na2CO3、Na2SO4、NaCL等盐类结晶析出与碱液分离。所得成品碱液含49～51％NaOH，含Na2CO3小于1.5％，含NaCL小于1％含Na2SO4小于0.5％。
时效槽分离出来的结晶盐放入一次分盐槽，用一定量的水或洗水使其中的Na2CO3充分溶解，而大部分仍以结晶态存在的Na2SO4、NaCL等盐类被分离出去，小部分进入溶液的Na2SO4、NaCL随Na2CO3溶液一同送往苛化器进入下一个生产循环，天然碱中所含的Na2SO4、NaCL等盐类在这步被不断地移出生产循环，使天然碱直接苛化制烧碱的过程能够连续进行。
已设计出的生产装置日产50％液烧碱27.9吨。
下面的实施例进一步说明本发明的工艺过程。
实施例：称取1.26KgNa2CO3、0.18KgNa2SO4、0.17KgNaCL、0.05Kg细砂，将其混合，该混合物即相当于2Kg有效成分为63％的天然碱。将上述混合物放入一只10立升的小铁桶中，加入5.5Kg开水，搅拌使溶解。另又称取0.68Kg生石灰，喷水使之消化后加入铁桶的溶液中，搅拌。置铁桶于300W电炉上加热，同时不停地缓慢搅拌，使苛化反应在98～100℃下进行2小时，停止加热和搅拌。由于溶液温度高，粘度小，苛化泥能迅速沉降，30分钟后，将上部清碱液缓慢倾入另一只5立升的小铁桶(不要带出苛化泥)，用中和法分析测定可得该清碱液含NaOH12～13％，将清碱液置于电炉上蒸发至50波美度。由于一定量Na2SO4的存在，溶液中的盐类形成复盐结晶迅速沉降(实际上溶液蒸至20％以上即开始出现结晶)，所得50％NaOH的浓碱中含Na2CO3小于1.5％，含NaCL小于1％，含Na2SO4小于0.5％。
滤出碱液后，将结晶物称重，并取样测定其中Na2CO3含量，根据Na2CO3含量加水(生产中加洗水)，在50～60℃配成Na2CO3含量为28～30％的溶液，结晶物中的Na2SO4和NaCL有少量溶入液体，多数仍以结晶态存在于溶液中。滤出的溶液返回苛化(生产中用离心机分离)。分离出的Na2SO4、NaCL等盐类在这步工艺环节被不断移出生产循环，使天然碱直接苛化制烧碱的过程能够连续进行。