ПРОИЗВОДСТВО КАЛЬЦИНИРОВАННОЙ СОДЫ ИЗ НЕФЕЛИНА.

В настоящее время в нашей стране большое значение для произ­водства соды получили руды, содержащие нефелин формулы ЗNа₂0•К₂О • 4Аl₂0з • 9SiO₂. При комплексной переработке нефели­на на глинозем и цемент получают раствор, содержащий Nа₂С0₃ и К₂СО₃, используемый для получения соды и поташа.

Нефелин часто встречается в природе. Крупнейшие его за­лежи находятся в Хибинах (Кольский полуостров) в виде апатито-нефелиновой породы. При переработке этих пород полу­чают апатитовый и нефелиновый концентраты; в последнем содержится около 30% Аl₂0₃ и 20% (Nа₂0 + К₂0). СоотношениеNa₂0 : К₂О в нефелиновом концентрате примерно 2:1.

Нефелиновые сиениты, месторождения которых имеются в Сибири, отличаются повышенным содержанием SiO₂ и меньшим содержанием Аl₂0₃ и щелочных оксидов. Залежи нефелиновых руд имеются также на Урале, в Средней Азии, Казахстане, Ке­меровской области, на Украине, в Армении. В настоящее время на нескольких заводах освоен эффективный способ комплекс­ной переработки нефелинов и нефелиновых апатитов с одновре­менным получением глинозема, цемента, соды и поташа.

Технологический процесс переработки содопоташных рас­творов, полученных при комплексной переработке нефелинового сырья, состоит из следующих стадий:

1. Нейтрализация карбонатных растворов.

Карбонатные растворы независимо от перерабатываемого сырья содержат щелочной металл в виде бикарбонатов NaНС0₃ и КНС0₃. Для предотвращения коррозии аппаратуры эти соли переводят в карбонаты путем обработки раствора щелочами:

NaНС0₃ + NaОН = Na₂СО₃ + Н₂0

КНСО₃ + КОН = К₂С0₃ + Н₂0

Последующая переработка карбонатных щелоков основана на политермическом разделении содержащихся в них солей с промежуточным их охлаждением.

2. Предварительное выпаривание раствора и растворение в кем двойной соли.При предварительном выпаривании раствора удаляют лишнюю воду без выделения твердой фазы. Упаренный раствор плотностью 1360 кг/м³ направляют на растворе­ние двойной соли К₂С0₃ • Nа₂С0₃.

3. Первая стадия выделения содызаключается в дальней­шем упаривании раствора при 93—97°С и снижении давления до 0,06—0,07 МПа. На этой стадии процесса наиболее экономич­но применять выпарные аппараты с принудительной циркуля­цией суспензии. Выделение соды — 1 проводят в таком режиме, при котором она кристаллизуется в виде моногидрата Nа₂С0₃× Н₂0. Содержание влаги в осадке моногидратной соды 16— 20%. Осадок сушат в аэрофонтаяной сушилке.

4. Выделение сульфата калияосуществляют путем охлаж­дения маточного раствора от первой стадии выделения соды или смеси маточных растворов первой и второй стадий выделения соды. Для получения сульфата калия хорошего качества в смешанный раствор добавляют воду в количестве, необходимом для снижения щелочности раствора. Температура охлаждения обычно составляет около 30—35 °С.

5. Вторая стадия выделения содызаключается в упаривании маточного раствора сульфата калия в «безводном» режиме. При этом сода кристаллизуется в виде Nа₂С0₃. Влажность осадка соды после центрифуг 3—4%. Осадок сушат в барабанных или аэрофонтанных сушилках. Продукционная сода содержит 4— 5% поташа и до 1,0% сульфата калия. Насыпная плотность 1200—1300 кг/м³.

6. Выделение двойной соли.Маточный раствор после второй стадии выделения соды содержит 10—12% Na₂С0₃ и 33—35% К₂СО₃. Его нельзя непосредственно переработать на поташ, так как при упаривании в твердую фазу будет выделяться вначале сода, содержащая до 10% К₂С0₃, а затем двойная соль Na₂СО₃•К₂СО₃. Поэтому перед получением поташа при упари­вании выделяют двойную соль, возвращаемую в процесс перед первой стадией выделения соды.

В результате комплексной переработки нефелиновых руд на 1 масс, часть глинозема получают примерно 1 масс, часть сум­мы соды и поташа и 8—9 масс, частей цемента. Выделяемая сода менее чистая, чем аммиачная, и содержит некоторое коли­чество поташа и сульфата калия.