硫酸和鈉堿在化工冶金行業(yè)的大量使用，使工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生大量廢硫酸鈉，硫酸鈉大量堆存，難以實(shí)現資源化。近日，中國科學(xué)院過(guò)程工程研究所開(kāi)發(fā)的硫酸鈉短流程制備純堿聯(lián)產(chǎn)硫酸銨新技術(shù)，應用在遼寧葫蘆島日處理700立方米硫酸鈉廢水示范線(xiàn)，實(shí)現連續穩定運行，使該企業(yè)純堿及硫酸銨實(shí)現自給自足，每噸純堿成本較市場(chǎng)采購價(jià)低400元左右，成本降低約22%。
硫酸鈉制純堿是緩解副產(chǎn)硫酸鈉堆存壓力的有效途徑，但由于能耗高、硫酸銨雜質(zhì)含量高等問(wèn)題，未能實(shí)現工業(yè)應用?？蒲腥藛T進(jìn)行過(guò)相關(guān)研究工作，但未能取得進(jìn)展。以硫酸鈉與碳酸氫銨進(jìn)行復分解反應制碳酸鈉聯(lián)產(chǎn)硫酸銨，是一種理想的方法，但無(wú)法得到高純度硫酸銨。國外科研人員人員曾采取兩次冷凍-高溫蒸氨的技術(shù)路線(xiàn)，可實(shí)現流程的穩定，但能耗高、工業(yè)化難度大，經(jīng)過(guò)擴試后即停滯不前。
過(guò)程工程所資源環(huán)境研究部研究員鄭詩(shī)禮課題組的副研究員張洋帶領(lǐng)研究團隊克服硫酸鈉制純堿的技術(shù)難題，并實(shí)現工業(yè)應用。研究人員基于復雜五元體系相平衡規律，建立硫酸鈉短流程制備純堿聯(lián)產(chǎn)硫酸銨新技術(shù)，全過(guò)程無(wú)低溫冷凍及高溫蒸發(fā)過(guò)程，工藝流程升級為復分解反應-碳銨循環(huán)-硫酸銨結晶-常溫結晶四步，電能及蒸汽等能源消耗較此前降低約20%。
2018年至2019年，該技術(shù)先后在遼寧葫蘆島及四川攀枝花完成工業(yè)試驗。2020年9月，在遼寧葫蘆島建成日處理700立方米硫酸鈉廢水（100噸硫酸鈉）示范線(xiàn)，一次開(kāi)車(chē)成功，且實(shí)現連續穩定運行。據該企業(yè)負責人介紹，該項目可年生產(chǎn)純堿2.5萬(wàn)噸（以小蘇打計4萬(wàn)噸），硫酸銨3萬(wàn)噸，實(shí)現了鈉和硫酸根的自循環(huán)，且純堿純度大于97%，小蘇打純度大于98%；硫酸銨中N含量大于20.5%。運用該技術(shù)后，將硫酸銨產(chǎn)值計入成本，每噸純堿的車(chē)間成本低于1400元，與氯化鈉制純堿成本相當。
該技術(shù)解決了副產(chǎn)硫酸鈉的利用難題，可應用于礦產(chǎn)芒硝制純堿過(guò)程，具有經(jīng)濟效益和應用前景，推動(dòng)了綠色化工及循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展。過(guò)程工程所擁有該技術(shù)完全自主知識產(chǎn)權，目前已申請相關(guān)發(fā)明專(zhuān)利。
