硫酸和鈉鹼在化工冶金行業的大量使用，使工業生產過程產生大量廢硫酸鈉，硫酸鈉大量堆存，難以實現資源化。近日，中國科學院過程工程研究所開發的硫酸鈉短流程製備純鹼聯產硫酸銨新技術，應用在遼寧葫蘆島日處理700 m3硫酸鈉廢水示範線，實現連續穩定執行，使該企業純鹼及硫酸銨實現自給自足，每噸純鹼成本較市場採購價低400元左右，成本降低約22%。
硫酸鈉制純鹼是緩解副產硫酸鈉堆存壓力的有效途徑，但由於能耗高、硫酸銨雜質含量高等問題，未能實現工業應用。科研人員進行過相關研究工作，但未能取得進展。以硫酸鈉與碳酸氫銨進行復分解反應制碳酸鈉聯產硫酸銨，是一種理想的方法，但無法得到高純度硫酸銨。國外科研人員人員曾採取兩次冷凍-高溫蒸氨的技術路線，可實現流程的穩定，但能耗高、工業化難度大，經過擴試後即停滯不前。
過程工程所資源環境研究部研究員鄭詩禮課題組的副研究員張洋帶領研究團隊克服硫酸鈉制純鹼的技術難題，並實現工業應用。研究人員基於複雜五元體系相平衡規律，建立硫酸鈉短流程製備純鹼聯產硫酸銨新技術，全過程無低溫冷凍及高溫蒸發過程，工藝流程升級為複分解反應-碳銨迴圈-硫酸銨結晶-常溫結晶四步，電能及蒸汽等能源消耗較此前降低約20%。
2018年至2019年，該技術先後在遼寧葫蘆島及四川攀枝花完成工業試驗。2020年9月，在遼寧葫蘆島建成日處理700 m3硫酸鈉廢水（100噸硫酸鈉）示範線，一次開車成功，且實現連續穩定執行。據該企業負責人介紹，該專案可年生產純鹼2.5萬噸（以小蘇打計4萬噸），硫酸銨3萬噸，實現了鈉和硫酸根的自迴圈，且純鹼純度大於97%，小蘇打純度大於98%；硫酸銨中N含量大於20.5%。運用該技術後，將硫酸銨產值計入成本，每噸純鹼的車間成本低於1400元，與氯化鈉制純鹼成本相當。
該技術解決了副產硫酸鈉的利用難題，可應用於礦產芒硝制純鹼過程，具有經濟效益和應用前景，推動了綠色化工及迴圈經濟的發展。過程工程所擁有該技術完全自主智慧財產權，目前已申請相關發明專利。
硫酸鈉制純鹼專案部分裝置
【來源：過程工程研究所】
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