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CN1042842C - 电解食盐生产氯酸钠的方法 - Google Patents

电解食盐生产氯酸钠的方法 Download PDF

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Abstract

一种电解食盐生产氯酸钠的方法，包括电解饱和食盐水溶液制备氯酸钠并将电解完成液置入氯化钠增浓器中以工业食盐将其中NaCl浓度提高到120～165g/l，加入尿素、烧碱、纯碱、氯化钡以除去次氯酸盐、镁、钙和硫酸根离子后进入冷冻结晶罐而折出结晶，经分离、干燥而得产品。母液进入溶盐罐制成饱和食盐水再次电解。这一闭路循环工艺避免六价铬离子处理和污染环境，并节省能源、降低成本、提高产品质量。设备中的增浓器设计新颖，作用大且效率高。

Description

电解食盐生产氯酸钠的方法
本发明涉及一种电解食盐生产氯酸钠的方法，特别是用冷冻分离法生产氯酸钠。
氯酸钠作为纸浆、织物等漂白剂其用量越来越大，世界总产量达143万吨/年。目前，氯酸钠的生产工艺仍以食盐电解法为主，其流程如附图1所示。这一工艺流程最大缺陷是溶液反复真空蒸发浓缩，能源浪费大；其次浓缩后Cr6+浓度亦增加，沉淀处理后其钡盐还需开发应用，否则污染环境，同时氯酸钠产品中含量超标；再有氯酸钠液浓缩后比重大(850～900g/l)，极易将氯化钠微粒悬浮在溶液中，为排除之则需澄清沉淀，沉淀还需溶解后再次蒸发，造成浪费。
本发明其目的是在以食盐电解法的基础上，一改传统的蒸发法分离为冷冻分离法，提供整套新的分离工艺，从而避免工艺冗繁和能源浪费等缺陷。
本发明的电解部分仍采用外循环式电解装置，电解饱和食盐水溶液，其流程见附图2所示，电解使电解液中氯酸钠浓度达550g/l左右，氯化钠达100～110g/l，然后运用NaClO3-NaCl-H2O的混合溶解度原理，在专用的氯化钠增浓器中采用工业原盐提高氯化钠浓度，使其达120～165g/l。并运用电解完成液自身温度(不用加热)加尿素、烧碱、纯碱及氯化钡以处理副产物次氯酸盐及镁、钙、硫酸根离子等杂质，分离其沉淀物后，清液进入冷却结晶罐，在80～160转/分钟的搅拌和-10～5℃下折出NaClO3晶体，经分离后晶体进行干燥包装成为产品。母液进入化盐工序，加盐溶解使氯化钠达240～270g/l后进入电解系统，再次电解，如此反复。专用氯化钠增浓器如附图3所示，其作用为：一是加入氯化钠使其浓度达120～165g/l，另一方面防止氯化钠的结晶未溶解而流入冷却结晶罐中而使结晶的氯酸钠中氯化钠含量超标。其构造为由钛材制成的大小两圆桶组成，外桶直径是内桶直径的1.7～2.2倍，内桶比外桶高200mm，如外桶直径600mm，高1200mm，上有带微孔的出口管，下有排净口；内桶直径为350mm，高1400mm，下部均匀对称有4个100×100mm开孔，电解液和工业原盐从内桶上端进入，不断溶解后从下开孔逸出，返上去从带微孔的出口管流出去。冷却结晶罐为用不锈钢制成，带有可通冷冻盐水的夹套和搅拌器，要求搅拌转速为80～160转/分钟，温度为-10～5℃。由于母液的闭路循环，加入的重铬酸盐不流失，不富集，减少消耗和三废处理。
本发明的方法与已用的蒸发法比较有其突出特点：
(1)工艺简单而合理。①利用氯化钠温度变化而溶解度不变，而氯酸钠在一定氯化钠浓度下经冷冻可结晶析出(同时NaCl不析出)，这就避免反复蒸发浓缩浪费能源和时间，简化工艺。②母液闭路循环，不存在重铬酸盐的富集，不用专门处理，无六价铬离子污染环境。③电解液以工业盐增浓氯化钠浓度，不用精盐而降低成本。
(2)设备减少，而增设的氯化钠增浓器、冷却结晶罐构思新颖而效率高。
(3)由于以冷冻法代替蒸发法而能量消耗大为降低。本发明的冷冻部分与蒸发法部分相比，其能耗下降了97％。
(4)产品质量超过国家标准。在八项指标中有五项优于蒸发法生产的产品。特别提到的是用本发明的方法生产的产品外观洁白，结晶态呈流砂状，绝无有结块。
(5)产品成本比蒸发法下降12％以上。
图1为电解食盐生产氯酸钠现有技术分离工艺流程图。图2为本发明分离工艺流程图。图3是氯化钠增浓器示意图，电解液与工业原盐由内桶上方进入，逐渐溶解后由内桶下方开口处进入外桶，由外桶上方带微孔出口管流出。
实例
投入电解完成液4.5m3，其中NaClO3为565g/l，NaCl102g/l；在氯化钠增浓器中投工业原盐230kg(含NaCl92.5％)则NaCl浓度提高为148g/l，加入尿素4kg，烧碱6.75kg，Na2CO34.5kg，BaCl26.75kg以除去次氯酸盐及镁、钙、硫酸根离子等杂质。处理后的电解液送人冷冻结晶罐中，于-10～5℃、80转/分钟搅拌转速下析出结晶并分离得NaClO3 820kg，干燥后得产品758kg。母液进入溶盐罐溶制饱和盐水，其中K2Cr2O7含量为2.5g/l，再次用于电解。产品全部达到国家一级标准。

Claims (3)

1、一种电解食盐生产氯酸钠的方法，包括电解饱和食盐水溶液制各含550g/l的氯酸钠和100～110g/l的氯化钠电解液，其特征为电解完成液于氯化钠增浓器中加工业原盐提高其中NaCl浓度为120～165g/l，加入尿素、烧碱、纯碱、BaCl2以处理除去次氯酸盐、镁、钙及硫酸根离子，溶液进入冷冻结晶罐，在80～160转/分钟的搅拌和-10～5℃下折出晶体，经分离、干燥而得产品；母液进入化盐工序，加盐溶解使NaCl达240～270g/l后进入电解系统再次电解。
2、如权利要求1所述的电解食盐生产氯酸钠的方法，其特征为所述的氯化钠增浓器结构为：由大小两圆桶组成，外桶直径是内桶直径的1.7～2.2倍，外桶高1200mm，桶上方有带微孔的出口管，下部有排净口；内桶比外桶高200mm，下部均匀对称有4个100×100mm开孔，电解液与工业原盐由内桶上端进入，不断溶解后从下开孔逸出，返上至外桶上方出口管流出。
3、如权利要求1或2所述的电解食盐生产氯酸钠的方法，其特征为氯化钠增浓器是由钛材制成。
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