纯碱的发展史

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　　 纯碱是许多工业的基础原料 ， 其主要成分为碳 酸钠 (Na 2CO 3) ， 广泛应用于人们的日常生活以及化 工 、 轻工 、 冶金 、 纺织 、 建材等工业部门 ， 在国民经济 发展建设过程中占有十分重要的地位 。

十八世纪以前 ， 由于世界上没有制碱工业 ， 人们 所需要的碱都取自天然碱 ， 即通过天然碱湖 (碱矿 ) 采得 ， 也可以从含碱的植物灰分中制得 。 1791年 ， 法 国医生路布兰通过煅烧硫酸钠 、 煤炭和石灰石制成 功研究出 “ 路布兰法 ” ， 即造纯碱的方法 ， 该法首先用 硫酸和盐制取硫酸钠 ， 然后将硫酸钠与石灰石 、 煤 炭三者按 100∶ 100∶ 35. 5的质量比混合 ， 在反射炉 或回转炉内通过 950~1000℃ 煅烧后生成熔块 (即黑 灰 ) ， 再通过浸取 、 蒸发以及缎烧等过程终得到纯 碱 。 路布兰法问世后 ， 很大的推动了化学工业的发 展 ， 但同时由于该法制碱的主要生产过程要在固相 中进行 ， 并且需要高温条件 ， 因此存在生产连续性 差 ， 原料不能充分利用 ，纯碱， 产品质量差以及设备腐蚀严 重等缺点 。

氨碱法的发展

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比利时工程师索尔维基于综合前人的工作进行 改进 ， 在 1863年实 现了通过 “ 索尔维 法 ” 制造 纯碱 (即氨碱法 ) 。 该法的主要生产工艺历经石灰石煅烧 、 盐水精制 、 吸氨 、 碳酸化 、 碳酸氢钠过滤 、 煅烧 、 母液 蒸馏后 ， 可制得纯碱 。 由于氨碱法较之路布兰法具有 原料价格低廉 ， 普遍易得 ， 产品纯度高 ， 适合大规模 生产等优点 ， 因此取代了路布兰法 ，海化纯碱厂批发， 并一直被广泛采 用至今 。 尽管如此 ， 氨碱法仍然存在两个难以克服的 缺点 :一是氯化钠的利用率低 。 虽然在理论上氯化钠 的 转化率可以达到 84%，海化轻质纯碱， 实际生产中其转化率只能 达到 72%~76%，海化工业级纯碱， 这主要是由于干反应受到氯化钠 在氨水中的溶解度和碳酸化反应的条件限制 ， 24% ~28%的钠离子和几乎全部的氯离子被废弃 ， 因此 氯化钠的总利用率实际上低于 30%。

主要有氨碱法和联碱法两种，氨碱法是目前工业生产纯碱的主要方法之一。其特点是原料廉价易得，氨可以循环( 损失较少;适用于大规模生产，易于机械化和自动化)。但该法原料利用率低，尤其NaCl 用率不高。主要生产过程包括盐水制备、石灰石煅烧、氨盐水制备、及其碳酸化、重碱的分离与煅烧、氨的回收等。其反应过程如下：

CaCO3 ＝CaO+CO2↑－Q

CaO+H2O= Ca(OH)2＋Q

NaCl+NH3+H2O+CO2＝NaHCO3 ↓+NH4Cl＋Q

NaHCO3 ＝Na2CO3+CO2↑+H2O↑＋Q

NH4Cl+ Ca(OH)2 = Ca Cl 2  +NH3  +H2O＋Q

联碱法以氯化钠、氨及合成氨工业副产的二氧化碳为原料，同时生产纯碱及氯化铵，即联合产纯碱与氯化铵，简称'联合制碱'或称'联碱'主要反应为：

NaCl+NH3+H2O+CO2= NaHCO3 ↓+NH4Cl

NaHCO3 = Na2CO3+CO2↑+H2O↑

根据加入原料的次数及析出氯化铵温度的不同，联合制碱有多种工艺流程。我国多采用：一次碳化，两次吸氨，一次加盐，低温析铵流程。