用芒硝生产硝酸钠的新方法

用芒硝生产硝酸钠的新方法

本发明是一种生产化工产品硝酸钠的方法。

目前，世界上生产硝酸钠的工艺方法有下列几种：一是 智利，利用智利硝石碎取；二是美国，利用天然气和烧碱 摧化合成；三是其他国家利用硝酸和纯碱中和而成。

在本发明之前，发明人最先的实验是以普通石灰与硝酸 中和制得的硝酸钙液与芒硝液反应，然后过滤、浓缩、结 晶制取硝酸钠。但纯度达不到工业级标准，副产品石膏不 能作涂料使用。在完成本发明后，发明人得知四川省内有 两个县，采用了以过量石灰与硝酸反应制备的中间产物硝 酸钙同芒硝反应、过滤、浓缩、结晶得到硝酸钠的工艺路 线建成生产厂，但没有成功。而且得到的副产物石膏不能 作涂料使用，只能压石膏板。甘肃省化工研究院张平军同 志发表在《无机工业盐》1986年第六期上“复分解法生产 硝酸钠存在问题的研究”中，也用过量石灰与硝酸反应， 先在PH11-13过滤，除去镁离子，再酸化至PH2-3时与芒 硝反应，待反应完成后加入少量纯碱调PH到7、过滤、浓 缩、结晶的工艺方法，有它的缺陷性，他再该文件开头时 就成人该工艺存在最突出的问题是，所的产品硝酸钠在几 元混合体中分离，易带进Ca(NO₃)₂，Mg(NO₃)₂及CaSO₄和Ca(OH)₂等杂质，并且产率低。按他的操作方法也不能 在理论上和实践上除尽这些杂质，副产物石膏也不能作涂 料石膏使用。

本发明的目的是。利用我过高纯度的碳酸钙矿石，特别 是方解石与西北各省盐碱地里的芒硝，生产满足使用和工 业需要的高纯度硝酸钠，同事得到涂料及石膏。

本发明是一种根据CaCO₃+2HNO₃＝Ca(NO₃)+H₂O+CO₂↑和Ca(NO₃)+Na₂SO₄＝CaSO↓NaNO₃的基本原理，用高纯 度的碳酸钙矿石(尤其是方解石)与硝酸反应制备中间产 物硝酸钙的酸性溶液再于芒硝液反应后，先在酸性条件下 过滤，分离酸性不溶物，再在含Na₂CO₃的碱性条件下过滤 分离碱性不溶物，最后将滤液，浓缩、结晶得到硝酸钠晶 体的方法。

本发明的技术方案是：

1.制备中间产物硝酸钙的酸性溶液，用高纯度的碳酸钙 矿石特别是方解石，以水洗净其杂质和泥土，置于耐酸池 内加入硝酸，反应后得到硝酸钙的酸性溶液。最好取PH1-2 时的过滤澄清液备用。

2.芒硝的预处理。将芒硝晶体用冷的饱和芒硝液洗去实 验和其他杂质，再溶解澄清备用。

3.在耐酸池中进行硝酸钙和芒硝的复分解反应，搅拌、 加温，使混合物充分反应。

4.用PH试纸查反应液的PH值，在酸性特别是PH值为 6时过滤，分离酸性不溶物。滤液加入硝酸钡试剂，知道 不再产生沉淀物为止，彻底出去硫酸根离子，过滤分离沉 淀物后将滤液送人净化池，完成酸性过滤。

5.用水反复洗涤酸性不溶物，过滤、干燥，得到副产品 涂料及石膏，洗水用于稀释芒硝。

6.向净化池溶液中加入工业纯碱，并搅拌在溶液呈碱性 后，特别是PH8-9时，过滤分离沉淀，完成净化。净化液 送入储池澄清备用。

7.吧储池内的溶液送入蒸发锅，浓缩至刚有结晶体折出， 转入结晶池自然冷却，进行第一次结晶，把晶体捞出，用 少量净化后的硝酸钠溶液冲洗后，送干燥室干燥，包装可 得到食品级硝酸钠(NaNO₃)产品。

8.把第一次结晶后的母液转入蒸发锅，浓缩至有大量结 晶折出，转入结晶池自然冷却，进行第二次结晶，捞出晶 体，用少量净化后的硝酸钠液冲洗后送干燥室干燥、包装， 得到工业级硝酸钠产品。

本发明的技术关键在于①选用高纯度的碳酸钙矿石，提 高中间产物硝酸钙的纯度，要求矿石中CaCO₃含量不低于 95％，最好是选用方解石。②复分解反应后，先在酸性而 别是PH6左右过来，分离酸性不溶物，并彻底除去硫酸根 离子，同事又保证了石膏达到涂料级标准。③把除净酸性 不容物和硫酸根离子的滤液用纯碱调PH值达到碱性，最 好使PH为8-9，使酸性可溶的重金属离子和钙、镁、铁、 钡等离子形成不溶性的盐酸盐，过滤即可除去全部杂质。

本发明密切相关的现有技术，是用过量的普通石灰与硝 酸反应后得到的硝酸钙的碱性溶液。过滤再酸化后与，芒 硝反应，再用纯碱调PH到中性进行过滤。最后将滤液浓 缩、结晶制取硝酸钠。这一方法无法无得成功的关键在于 普通石灰含有大量的难于除去的杂质，生产的中间产物硝 酸钙纯度低。另外，石灰乳是一种强碱性的氢氧化物，在 它的作用下可使一些两性金属的碱产生能荣誉强碱性的硝 酸钙溶液的复式盐。酸化后，这些复式盐又形成可溶性的 硝酸盐。这样很难除去这一部分杂质，连硫酸根离子都无 法彻底除去。在中性条件下除去碳酸盐沉淀，在实践中无 法彻底除去所有金属离子。所以这种几元混合物溶液始终 在进行一种复分解的可逆反应。因此这一现有技术存在着 除去杂质和分离杂质的困难，并且有产率低，副产物石膏 不能作涂料用的缺点。

本发明与现有技术相比，很好地解决了上述难题，不仅 可制取高纯度的食品级和工业级的硝酸钠产品，而且能同 时提供商品涂料级石膏，转化率可达95％以上。这种特殊 的积极效果是现有技术的任何方法都无法办到的。

实现本发明的最佳方案是：按本发明的方法，选用方解 石与硝酸制备的硝酸钙中间产物，在PH值为1-2时与芒硝 液混合搅拌，并在PH6过滤，分离涂料级石膏，滴入硝酸 钡彻底除去硫酸根离子，再用工业级纯碱调PH8-9，使几 乎所有的金属离子和钙、镁、钡、铁等离子形成碳酸盐沉 淀，过滤后得到一种高纯度的硝酸钠溶液，通过结晶提纯， 保证了产品硝酸钠的纯度。发明人采用这一方案，在潼南 县科委的监督下中试生产了500公斤硝酸钠。经检验，产 品打打牌GB4553-84一类一级标准。