吉林氢氧化钠的生产工艺确实主要包括苛化法、电解法和离子交换膜法。以下是这三种工艺的详细介绍:
一、苛化法
苛化法,也称化学法或纯碱苛化法,是利用石灰乳与纯碱(Na₂CO₃)水溶液反应制得氢氧化钠的方法。其生产工艺流程主要包括以下几个步骤:
- 将纯碱制成纯碱溶液,石灰制成石灰乳。
- 将纯碱溶液和石灰乳在99~101℃的高温下进行混合,发生苛化反应,生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀。
- 反应后的混合物经过滤,去除碳酸钙沉淀,得到苛化液。
- 将苛化液进行蒸发浓缩,直至其浓度达到40%以上,形成液体烧碱。
- 将浓缩后的液体烧碱进一步熬浓固化,制得固体烧碱成品。
然而,苛化法制得的烧碱纯度相对较低,经济效益也较差,因此目前只在少数国家有小规模生产。
二、电解法
电解法是通过电解氯化钠(食盐)溶液来制取氢氧化钠和氯气的方法。根据电解槽结构、电极材料和隔膜材料的不同,电解法又可分为水银法、隔膜法和离子交换膜法。其中,水银法和隔膜法由于存在环境污染、能耗高或产品质量低等问题,目前已逐渐被淘汰或取代。而离子交换膜法则是目前生产烧碱最主要的方法之一。
离子交换膜法的生产工艺流程主要包括以下几个步骤:
- 将原盐溶解,经过滤、沉降、离子交换等处理,去除其中的杂质,制得精盐水。
- 将精盐水通入装有离子交换膜的电解槽中,通入直流电进行电解。在电解过程中,离子交换膜允许钠离子和氢氧根离子通过,而阻止氯离子和氢离子的通过,从而实现了氢氧化钠和氯气的分离。
- 电解后得到的氢氧化钠稀溶液经过蒸发浓缩和冷却结晶,最终制得固体烧碱产品。
三、离子交换膜法的优势
与苛化法和传统电解法相比,离子交换膜法具有显著的优势:
- 产品纯度高:离子交换膜法生产的烧碱纯度高,质量稳定。
- 能耗低:由于离子交换膜的选择透过性,使得电解过程中的能耗大大降低。
- 环境污染小:离子交换膜法生产过程中产生的废物较少,对环境的污染也较小。
- 经济效益好:由于产品纯度高、能耗低和环境污染小等优势,离子交换膜法的经济效益也较好。
综上所述,吉林氢氧化钠的生产工艺主要包括苛化法、电解法和离子交换膜法。其中,离子交换膜法由于其产品纯度高、能耗低、环境污染小和经济效益好等优势,已成为目前生产烧碱最主要的方法之一。