Спосіб виготовлення кальцинованої соди

1 Спосіб виготовлення кальцинованої соди, при якому розчин, що містить NaCI, очищають від домішок у вигляді солей кальцію (Са) і магнію (Мд), насичують його аміаком (ІЧНз) і піддають карбонізації в карбонізаційній колоні для здійснення процесу кристалізації бікарбонату натрію (ЫаНСОз), який потім піддають кальцинуванню, який відрізняється тим, що на стадії очищення і/або карбонізації на розчин діють ультразвуковим полем з частотою ультразвукових хвиль 20кГц-40мГц і інтенсивністю 0,01-50Вт/см2 Винахід відноситься до виготовлення кальцинованої соди, а конкретніше - до аміачного способу виготовлення соди Аміачний спосіб виготовлення кальцинованої соди розроблений ще наприкінці XIX сторіччя, і широко застосовується до цього часу Спосіб полягає в тому, що розчин, який містить NaCI, очищають від домішок у виді солей кальцію (Са) і магнію (Мд), насичують його аміаком (ІЧИз) і піддають карбонізації в карбонізаційній колоні для здійснення процесу кристалізації бікарбонату натрію (ІЧаНСОз), який потім піддають кальцинуванню (див , наприклад, А І Гончаров, І П Середа "Хімічна технологія" Частина 2, Київ, "Вища школа", 1980, С 26-32) Хоча спосіб є економічним і простим, деякі процеси, що мають місце при його здійсненні, відбуваються недостатньо інтенсивно В основу винаходу поставлена задача інтенсифікувати процес виготовлення кальцинованої соди У способі виготовлення кальцинованої соди, при якому розчин, що містить NaCI, очищають від домішок у вигляді солей кальцію (Са) і магнію 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що очищення розчину здійснюють шляхом кристалізації домішок, їхнього осадження і наступного відводу очищеного від домішок розчину 3 Спосіб за п 2, який відрізняється тим, що кристалізацію здійснюють методом випарювання розчину в самосадових басейнах під впливом сонця і вітру 4 Спосіб за п 3, який відрізняється тим, що накладення ультразвукового поля починають після досягнення концентрації розчину 18-21% і здійснюють не більше 12 годин 5 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що накладення ультразвукового поля на розчин у карбонізаційній колоні здійснюють протягом усього періоду проходження його через карбонізаційну колону (Мд), насичують його аміаком (NH3) і піддають карбонізації в карбонізаційній колоні для здійснення процесу кристалізації бікарбонату натрію (NaHCOs), який потім піддають кальцинуванню, згідно з винаходом поставлена задача вирішується тим, що на стадії очищення і/або карбонізації на розчин діють ультразвуковим полем з частотою ультразвукових хвиль 20кГц-40мГц і інтенсивністю 0,01-50Вт/см2 Було помічено, що ультразвук по-різному діє на кристалізацію речовин Зокрема, було виявлено, що він інтенсифікує кристалізацію солей кальцію, магнію і натрію, причому при дії на розчин, що містить ці солі, кристалізація солей кальцію і магнію відбувається швидше, ніж кристалізація солі натрію Це дозволяє здійснювати операцію очищення розчину, що містить NaCI, у самоосідних басейнах Найкраще здійснювати накладення ультразвукового поля після досягнення в самосадному басейні під впливом сонця і вітру концентрації розчину 18-21% і продовжувати не більше 12 годин В результаті накладення ультразвукового поля в розчині утворюються кавітаційні бульбашки, в яких (О ю ю 1^ ю виникають зародки кристалів Кристалоутворення інтенсифікується і кристали солей кальцію і магнію, що утворилися, випадають в осадок на дно осідного басейну Продовження накладення ультразвукового поля більше 12 годин вже не впливає на інтенсивність кристалоутворення і тому є недоцільним Завдяки накладенню ультразвукового поля період кристалізації може скоротитися на 20% Після випадання осадка із солей кальцію і магнію очищений розчин спрямовують для здійснення інших стадій виробництва соди У карбонізаційній колоні відбувається ключовий процес виробництва соди - кристалізація бікарбонату натрію Тут вплив ультразвукового поля має комплексний характер Воно не тільки інтенсифікує кристалізацію бікарбонату натрію, але і позитивно впливає на процеси теплообміну в колоні Краще здійснювати накладення ультразвукового поля на розчин у карбонізаційній колоні протягом усього періоду проходження його через карбонізаційну колону Частота ультразвукових хвиль 20кГц-40мГц і їхня інтенсивність 0,01-50Вт/см2 є оптимальними для здійснення інтенсифікації процесів кристалізації, які мають місце в способі виготовлення кальцинованої соди Далі спосіб описано на прикладі його здійснення Розчин, що містить NaCI (сиваську ропу) і має концентрацію солей не вище 10%,запускали в підготовчий басейн, де він знаходився доти, доки Комп'ютерна верстка Л Ціхановська 57556 його концентрація в результаті випарювання під впливом сонця і вітру досягла 19% Після досягнення цієї концентрації воду перекачали в осідний басейн, у якому висота розчину не перевищувала 30см За допомогою пластин із магнітострикційного матеріалу, розміщених-у басейні, на розчин діяли ультразвуковим полем з частотою ультразвукових хвиль ЗОкГц і 2 інтенсивністю 0,ЗВт/см Дія ультразвуком дозволила прискорити процес кристалізації домішок і випадання їх в осадок на 15%, причому було замічено, що ультразвукове поле прискорювало не тільки процес кристалізації, але і процес коагуляції домішок Очищений від домішок розчин злили через шлюзи і направили в збірник содового заводу Тут були здійснені всі ІНШІ стандартні операції содового виробництва насичення розчину аміаком, карбонізація, кальцинація При цьому стадія карбонізації здійснювалася в карбонізаційній колоні, яка була оснащена випромінювачами ультразвукових коливань На розчин, який проходить через карбонізаційну колону, діяли ультразвуковим полем з частотою ультразвукових хвиль бОкГц і інтенсивністю 0,5Вт/см , що дозволило прискорити процес карбонізації на 10% шляхом збільшення швидкості кристалізації бікарбонату натрію і інтенсифікації теплообміну в колоні завдяки руйнування пристінкових наростів під дією ультразвукового поля Підписано до друку 05 07 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна