课题3　纯碱的生产教案教学设计导入设计

纯碱的生产

一

纯碱的性质和工业用途总结；

纯碱的性质。纯碱即碳酸钠又称苏打或碱灰，相对分子质量为106.00是无水、白色的粉末。相对密度为2.533,熔点为851,易溶于水并能与水生成几种水合物，工业产品纯度在99左右。纯碱是一种强碱弱酸生成的盐，它的水溶液呈碱性，并能与比碳酸强的酸发生复分解反应，如：在高温下，纯碱可分解成氧化钠和二氧化碳，反应式如下：此外，无水碳酸钠长期暴露在空气中时能缓慢地吸收空气中的水分和二氧化碳，生成碳酸氢钠。

纯碱的用途与规格纯碱是重要的化工原料之一，是基本化学工业中产量最大的产品之一，是用途十分广泛的基本工业原料，主要用于制化学品、清洗涤，也用于照相术和制医药品。绝大部分用于工业，一小部分为民用。在工业用纯碱中，主要是轻工、建材、化学工业，约占二分之三；其次是冶金、纺织、石油、国防、医药及其它工业。玻璃工业是纯碱的最大消费部门，每顿玻璃消耗0.2顿。化学工业用于制水玻璃、重铬酸钠、硝酸钠、氟化钠、小苏打、硼砂、磷酸三钠等。冶金工业用作冶炼助溶剂选矿用浮选剂，炼钢和炼锑用作脱硫剂。印染工业用作软水剂。制革工业用于原料的脱脂，中和铬鞣革和提高铬鞣液碱度。还用于生产合成洗涤剂、添加剂、三聚磷酸钠和其他磷酸钠盐等。食用级纯碱用于生产味精、面食等。

二

氨碱法生产纯碱的主要工序总结

氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵，这是第一步。第二步是：碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀，碳酸氢钠之所以沉淀是因为他的溶解度较小。

根据 NH4Cl 在常温时的溶解度比 NaCl 大，而在低温下却比 NaCl 溶解度小的原理，在 278K ～

283K(5 ℃～

10 ℃ ) 时，向母液中加入食盐细粉，而使 NH4Cl 单独结晶析出供做氮氮肥。

（1）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3 (2) NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓

（3）2NaHCO3=加热=Na2CO3+H2O+CO2↑

即：①NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓

②2NaHCO3=加热=Na2CO3+H2O+CO2↑

三

石灰石煅烧与石灰乳制备的工艺分析总结

CaCO3 =CaO + CO2↑ 工业上用煤或焦炭：（一）石灰石煅烧工艺

石灰煅烧-石灰生产工艺，石灰窑生产工艺

原始的石灰生产工艺是将石灰石与燃料（木材）分层铺放，引火煅烧一周后基本可得到成品。现代则采用机械化、半机械化立窑以及回转窑、沸腾炉等设备进行生产。煅烧时间也相应地缩短，用回转窑生产石灰仅需2～4小时，比用立窑生产可提高生产效率5倍以上。

近年来，又出现了横流式、双斜坡式及烧油环行立窑和带预热器的短回转窑等节能效果显著的工艺和设备，燃料也扩大为煤、焦炭、重油或液化气等。

石灰石的选择

石灰石含钙高的密度大，不好烧，但煅烧后的石灰灰质好，反之含钙低的石灰石密度小，好烧，但煅烧后的灰质差。石灰石含钙量及其他物质含量利用化学分析测试、磨损实验及煅烧实验等得到准确结果后，经慎重判断选择使用。优质石灰石一般CaO含量在52%以上， MgO含量在3%以内，SiO2在1%以内。

（

二、）燃料

石灰石煅烧燃料有很多种。其中有固体的，液体的，气体的等等。

固体状燃料主要是煤及其加工品。煤是重要的能源和化工原料，它的种类繁多。石灰石煅烧用煤选用发热量高含S低的为最佳。但使用煤作燃料成本高污染大。

液体燃料为石油及其加工品。大多通过喷雾装置雾化，扩散燃烧。但也因生产成本过高污染大一般不使用。

气体燃料有很多种，如：炼焦制的煤气，发生炉制的煤气，天然气，高炉煤气，转炉煤气等。气体燃料有利于提高热效、节约能源。气体燃料与燃煤相比可提高热效2倍，较燃油提高1倍；而且气体燃料有利于保护大气环境减少NOΧ和SO2排放量。所以建议选择气体作为煅烧石灰石的燃料。

原料及生产

凡是以碳酸钙为主要成分的天然岩石，如石灰岩、白垩、白云质石灰岩等，都可用来生产石灰。

将主要成分为碳酸钙的天然岩石，在适当温度下煅烧，排除分解出的二氧化碳后，所得的以氧化钙（CaO）为主要成分的产品即为石灰，又称生石灰。

在实际生产中，为加快分解，煅烧温度常提高到1000～1100℃。由于石灰石原料的尺寸大或煅烧时窑中温度分布不匀等原因，石灰中常含有欠火石灰和过火石灰。欠火石灰中的碳酸钙未完全分解，使用时缺乏粘结力。

过火石灰结构密实，表面常包覆一层熔融物，熟化很慢。由于生产原料中常含有碳酸镁（MgCO3），因此生石灰中还含有次要成分氧化镁（MgO），根据氧化镁含量的多少，生石灰分为钙质石灰（MgO≤5%）和镁质石灰（MgO>5%）。

生石灰呈白色或灰色块状，为便于使用，块状生石灰常需加工成生石灰粉、消石灰粉或石灰膏。生石灰粉是由块状生石灰磨细而得到的细粉，其主要成分是CaO；消石灰粉是块状生石灰用适量水熟化而得到的粉末，又称熟石灰，其主要成分是Ca（OH）2；石灰膏是块状生石灰用较多的水（约为生石灰体积的3-4倍）熟化而得到的膏状物.也称石灰浆。其主要成分也是Ca（OH）2。

（二）石灰乳制备工艺

石灰乳一般是在氧化钙中加水生成的，CaO + H2O === Ca(OH)2 此反应为放热反应。 因为氢氧化钙溶解度不是很大，所以往往生成的是氢氧化钙的悬浊液（即水溶液中还存在着没有溶解的氢氧化钙），这就是石灰乳 石灰乳 milk of lime 化学式：Ca(OH)2 石灰浆用水稀释后的混浊石灰乳指的是加入过量的水(约为石灰质量的2.5-3倍)后得到的浆体。

四

、盐水的制备

五 氨盐水的碳酸化原理与工艺分析总结

六 重碱煅烧原理与工艺分析总结