氯酸鈉的生產(chǎn)工藝簡介

氯酸鈉的生產(chǎn)工藝簡介氯酸鈉的生產(chǎn)工藝簡介氯酸鈉的生產(chǎn)方法主要有化學(xué)法和電解法：化學(xué)法：化學(xué)法是以石灰為原料，將石灰制成石灰乳，然后氯化。在析出了氯化鈣結(jié)晶后的氯酸鈣溶液中，加入硫酸鈉或碳酸鈉進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，生成氯酸鈉溶液和硫酸鈉產(chǎn)品。由于化學(xué)法生產(chǎn)氯酸鈉有工藝流程長、設(shè)備多、占地面積大、操作環(huán)境差、生產(chǎn)成本高等原因，目前國內(nèi)外氯酸鈉生產(chǎn)均不采用這一方法。

電解法：電解法是以原鹽或精制鹽為原料，先制成飽和的粗鹵水，然后加入純堿、燒堿和氯化鋇(可結(jié)合采用膜除硝技術(shù))，除去粗鹽水中的鈣、鎂及硫酸根離子，并過濾得一級(jí)精制鹽水。一級(jí)精制鹽水再經(jīng)離子交換處理或膜處理得到二級(jí)精制鹽水，然后在二次精制鹽水中加入重鉻酸鈉、鹽酸，調(diào)節(jié)PH值后送入無隔膜的電解槽中進(jìn)行電解。電解得到的氯酸鈉溶液，經(jīng)過脫次氯酸鈉、結(jié)晶、分離、干燥得到結(jié)晶氯酸鈉成品，現(xiàn)在所有廠家都采用的是電解法工藝生產(chǎn)氯酸鈉，其工藝過程大體包括鹽水工序、電解工序、結(jié)晶干燥工序等，現(xiàn)分述如下：（一）鹽水工序

北美、歐洲國家氯酸鈉生產(chǎn)所用氯化鈉均為精制氯化鈉，其鈣鎂含量極低，鹽水精制工序常采用二級(jí)凈化處理（采用膜過濾、離子交換處理等技術(shù)，進(jìn)一步除去鹵水中的雜質(zhì)離子）。因精鹽中雜質(zhì)含量少，故而鹽水精制工序生產(chǎn)線短，排渣量少，減少了對環(huán)境的污染。國外氯酸鈉生產(chǎn)廠家都非常注重鹽水的凈化處理，因?yàn)辂}水的質(zhì)量好壞直接影響電耗和洗槽周期（國外基本采用精制鹽）。

國內(nèi)氯酸鈉原料采用礦鹽、鹵水、海水，原料雜質(zhì)較多，精制生產(chǎn)線長。由于原料精制設(shè)備簡陋，精鹽水鈣、鎂含量高，故而造成槽電壓升得快，洗槽周期短，一般在三個(gè)月洗一次，進(jìn)行鹽水的二次精制可使鹵水含鈣鎂量降低，還可降低電耗、延長洗槽周期，提高生產(chǎn)效率。

（二）電解工序

電解工序是生產(chǎn)氯酸鈉的最主要工序。電解槽是氯酸鈉生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。二十世紀(jì)六、七十年代鈦基涂釕金屬陽極開始應(yīng)用于氯堿電解槽。經(jīng)過近幾十年來的發(fā)展該項(xiàng)技術(shù)已成為相對完善的技術(shù)。值得一提的是某一公司開發(fā)了一個(gè)反應(yīng)器帶成百個(gè)電解槽的裝置（溫州泰佛龍實(shí)業(yè)有限公司開發(fā)TY型）。該技術(shù)巧妙地解決了電化學(xué)腐蝕問題，使裝置結(jié)構(gòu)和操作簡化，電流效率又高。國外主要公司有瑞典的EKA，加拿大的ERCO和CANEXUS、芬蘭的KEMRA是全球最大的4家氯酸鈉生產(chǎn)和銷售公司，4家產(chǎn)量占全球的75%，單線生產(chǎn)能力一般在5萬噸/年以上，電流密度一般2500~3000A/m2，電流效率在94%-95%。

國內(nèi)大多公司采用一個(gè)反應(yīng)器帶三至五個(gè)電解槽的汽提外循環(huán)氯酸鈉電解裝置。近兩年來，為了更加完善電解槽，對一些結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行了優(yōu)化。使單線生產(chǎn)能力可達(dá)4.0萬噸/年。

（三）結(jié)晶工序

幾乎所有的生產(chǎn)線都采用真空結(jié)晶技術(shù)，有外循環(huán)式（3萬噸/年以下）和內(nèi)循環(huán)式真空結(jié)晶器，其熱源為電解反應(yīng)產(chǎn)生的熱量。（3萬噸/年以上）用水環(huán)式真空泵抽真空。德國的麥索（MESO）公司是全球最大的結(jié)晶器專業(yè)設(shè)計(jì)制造商，其設(shè)備專一用來生產(chǎn)大粒晶體。脫水工序均采用臥式自動(dòng)卸料離心機(jī)，干燥工序選用沸騰床干燥器。國內(nèi)比較大的生產(chǎn)廠家一般采用引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)大粒晶體。

（四）氯酸鈉生產(chǎn)過程主要的化學(xué)反應(yīng)式為：

總反應(yīng)式：NaCL+3H2O=NaCLO3+3H2↑

陽極：2CL-→CL2↑+2e

陰極：2H2O+2e→H2↑+2OH-

液相反應(yīng)：CL2+H2O=HCLO+H++CL-

HCLO=H++CLO-

2HCLO+CLO-→CLO3-+2CL-+2H+(五)電解主要控制指標(biāo)國外精鹽水雜質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)2×10-8（鈣、鎂、硫酸根、溴化物、硼化物、其他雜質(zhì)等），鹽水要求PH6.4~6.8，電槽溫度50℃左右，電解液氯化鈉濃度90g/l，氯酸鈉625g/l。（六）工藝流程示意如下：氯酸鈉成本表產(chǎn)量(t/a) 50000.00 商品量(t/a) 0.00 附表1序號(hào)項(xiàng)目單位年消耗定額不含稅價(jià)格噸費(fèi)用年費(fèi)用稅金備注元元萬元萬元一原材料415.812079.06353.441原鹽(NaCl≥97wt%)t30000.00273.50163.8819139.2317.00%2純堿(Na2CO3≥98wt%)t1000.001367.5227.35136.7523.2517.00%3氯化鋇(BaCl2≥98wt%)kg1200000.001.7141.4205.234.8817.00%4離子交換膜m2375.004529.9133.97169.8728.8817.00%5螯合樹脂kg1000.005.470.110.550.0917.00%6三氯化鐵kg12000.001.680.422.000.3417.00%8鹽酸（31%）t2400136765.61328.0855.7717.00%9燒堿（30%）t2450154875.85379.2664.4717.00%10重鉻酸鈉kg1000110.221.10.1917.00%11過氧化氫kg1250002.987.4537.256.3317.00%二燃料及動(dòng)力1911.79558.51614.661外購電kwh250500000.3791898.799493.951613.9717.00%2新鮮水(≤25℃)t1000001.1452.2911.450.696.00%3蒸汽(0.4MPaG)t2000026.5510.6253.10.000.00%三工資及福利3617100.0012.3161.56四制造費(fèi)用302.551537.7516.361折舊費(fèi)1809002修理費(fèi)7236010.83.00%3其他50.55277.755.562.00%五副產(chǎn)品六制造成本2630.6213150.31氯酸鈉2630.6213150.31100%（九）就近配套二氧化氯生產(chǎn)裝置情況下，氯酸鈉可直接管道輸送至二氧化氯裝置，無須結(jié)晶干燥。二氧化氯生產(chǎn)方法如下：（1）以SO2為還原劑制備ClO2的R1法。（2）以鹽酸為還原劑的方法為R2法。（3）用甲醇為還原劑為根據(jù)芒硝不同回收方式分為R8法和R8改進(jìn)R10法。(4)用H2O2作還原劑制備二氧化氯為R11法。主要以R8及R8改進(jìn)R10法為主：R8法流程如下圖：R8/R10流程如下：R8及R8/R10消耗對比表如下原料ERCOR8原料氯酸鈉t/tClO21.64氯酸鈉t/tClO2硫酸t(yī)/tClO21.01硫酸t(yī)/tClO2甲醇t/tClO20.15甲醇t/tClO2氫氧化