碱金属的碳酸盐或碳酸氢盐的制造方法与流程

本发明涉及碱金属的碳酸盐或碳酸氢盐的制造方法。本发明基于在2024年3月14日在日本申请的日本特愿2024-040341号要求优先权，将其内容援引于此。

背景技术：

1、碳酸氢钠等碱金属碳酸氢盐通过自水溶液的析晶而制造。例如，自古以来已知有向包含钠离子的水溶液中依次吹入氨和二氧化碳，得到碳酸氢钠结晶的所谓的氨碱法。

2、另外，作为得到碱金属的碳酸盐和/或碳酸氢盐的方法，已知有向碱金属氢氧化物或碱金属碳酸盐的水溶液中供给包含二氧化碳的气体而进行碳酸化和碳酸氢化的方法。例如，有向悬浮有碳酸氢钠的槽内连续地供给碳酸钠水溶液和包含二氧化碳的气体并使其反应而析出碳酸氢钠的方法。

3、专利文献1中公开了一种碳酸氢钠的制造方法，所述方法中，使氢氧化钠水溶液或碳酸钠水溶液与二氧化碳反应而得到碳酸氢钠溶液，并将该溶液冷却而析出碳酸氢钠结晶。

4、专利文献2中公开了如下方法：使氢氧化钠水溶液与包含二氧化碳的气体预先合流后，供给至收纳有碱水溶液的贮存槽内而析出碳酸氢钠。

5、另一方面，在专利文献3中公开了一种高效回收二氧化碳的装置，其经由有孔板向贮存有碱金属氢氧化物水溶液的反应槽内供给二氧化碳，从而以无电力的方式供给二氧化碳。

6、专利文献4中公开了如下方法：在己内酰胺生产工序中产生的碳酸钠水溶液中，使用作为高压喷嘴型分散机的微起泡器，供给包含二氧化碳的燃烧废气，从而制造碳酸氢钠浆料。

7、专利文献5中公开了如下方法：在使碳酸钠水溶液与二氧化碳反应而制造碳酸氢钠的方法中，利用旋转碰撞型混合机以平均直径为0.1mm以下的微细气泡的形式供给二氧化碳。

8、现有技术文献

9、专利文献

10、专利文献1：日本特开平3-275509号公报

11、专利文献2：日本特开2012-206872号公报

12、专利文献3：日本特开2023-65903号公报

13、专利文献4：韩国专利10-2205282号公报

14、专利文献5：韩国专利10-2313559号公报

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、碳酸盐和碳酸氢盐的制造是通过使作为液体的碱金属氢氧化物的水溶液或碱金属的碳酸盐水溶液与作为气体的包含二氧化碳的气体接触而使二氧化碳溶解于上述水溶液中来进行的，因此，本发明人等认为使二氧化碳微细化而加快溶解速度与提高二氧化碳的利用率、加快碳酸盐、碳酸氢盐的生成速度密切相关。

3、然而，在专利文献1、专利文献2中，并未考虑这一点，仅是将包含二氧化碳的气体通过管进行供给，因此所供给的二氧化碳仅一部分与碱金属氢氧化物或碱金属的碳酸盐发生反应，即二氧化碳的利用率低，根据情况有时还需要未反应的二氧化碳的回收设备。

4、在专利文献3中，由于将二氧化碳通过有孔板进行供给，因此虽然二氧化碳的吸收率方面得到改良，但不能说是充分的。另外，若碳酸氢盐析出，则有孔板也有可能会堵塞。

5、在专利文献4中，虽然使用称为微起泡器的装置供给二氧化碳，但二氧化碳的转化率仅达到约60%。认为原因是二氧化碳在碳酸钠水溶液中未充分微细化。

6、在专利文献5中，使用由维持在4巴的加压条件的气泡反应器和吸附塔构成的反应器，将经加压的二氧化碳以微细气泡进行供给，但二氧化碳的利用率仅达到约90%。认为其原因仍然是由于二氧化碳气泡的微细化不充分造成的。

7、本发明是鉴于上述情况而完成的，其课题在于提供一种制造方法，其在制造碱金属的碳酸盐或碳酸氢盐时，能够高速地进行碱金属氢氧化物的碳酸化、碱金属碳酸盐的碳酸氢化等反应，并且能够实现二氧化碳浓度低的气体的有效利用、能够提高二氧化碳的利用率。

8、用于解决问题的方案

9、本发明人等进行了深入研究，结果发现，通过向选自由碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐和碱金属氯化物组成的组中的至少1种碱金属化合物的水溶液(a)中供给经充分微细化的含二氧化碳的气泡，能够解决上述课题，从而完成了本发明。

10、本发明包含以下记载的方式。

11、[1]一种碱金属的碳酸盐或碳酸氢盐的制造方法，其包括：向选自由碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐和碱金属氯化物组成的组中的至少1种碱金属化合物的水溶液(a)供给包含二氧化碳的气体的气泡、即含二氧化碳的气泡，

12、其中，在水溶液(a)为碱金属氯化物的水溶液的情况下，在向水溶液(a)供给氨之后供给含二氧化碳的气泡，

13、所述含二氧化碳的气泡的大小是d50为100μm以下且d90为150μm以下。

14、[2]根据[1]所述的碱金属的碳酸盐或碳酸氢盐的制造方法，其中，所述碱金属的碳酸盐或碳酸氢盐为碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢锂、碳酸氢钠或碳酸氢钾。

15、[3]根据[1]或[2]所述的碱金属的碳酸盐或碳酸氢盐的制造方法，其中，所述包含二氧化碳的气体中的二氧化碳的浓度为10体积%以上。

16、[4]根据[1]~[3]中任一项所述的碱金属的碳酸盐或碳酸氢盐的制造方法，其中，所述包含二氧化碳的气泡的大小是d50为50~90μm、所述d90为100~150μm。

17、[5]一种碱金属碳酸氢盐的制造方法，其中，

18、对通过[1]~[4]中任一项所述的碱金属的碳酸盐或碳酸氢盐的制造方法得到的析出了碱金属碳酸氢盐的浆料进行过滤，

19、向得到的滤液中添加选自由碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐和碱金属氯化物组成的组中的至少1种碱金属化合物的第一水溶液(a)，得到第二水溶液(a)，

20、向所述第二水溶液(a)供给含二氧化碳的气泡，得到碱金属的碳酸盐或碳酸氢盐的第三水溶液(a)，

21、通过从得到的第三水溶液(a)中去除水分而进行浓缩，得到第四水溶液(a)，

22、向得到的第四水溶液(a)供给含二氧化碳的气泡，由此使碱金属的碳酸氢盐析出。

23、[6]一种碱金属碳酸氢盐的粉末的制造方法，其中，通过[1]~[5]中任一项所述的方法得到包含碱金属碳酸氢盐的水溶液或浆料，

24、对所得到的水溶液或浆料实施脱水处理和干燥处理，得到碱金属碳酸氢盐的粉末。

25、[7]一种碱金属碳酸氢盐的粉末的制造方法，其中，所述碱金属碳酸氢盐的粉末的平均粒径(d50)为100μm以下。

26、发明的效果

27、根据本发明，可提供一种制造方法，其在制造碱金属的碳酸盐或碳酸氢盐时，能够高速地进行碱金属氢氧化物的碳酸化、碱金属碳酸盐的碳酸氢化等反应，并且能够实现二氧化碳浓度低的气体的有效利用、能够提高二氧化碳的利用率。

1.一种碱金属的碳酸盐或碳酸氢盐的制造方法，其包括：向选自由碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐和碱金属氯化物组成的组中的至少1种碱金属化合物的水溶液(a)供给包含二氧化碳的气体的气泡、即含二氧化碳的气泡，

2.根据权利要求1所述的碱金属的碳酸盐或碳酸氢盐的制造方法，其中，所述碱金属的碳酸盐或碳酸氢盐为碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢锂、碳酸氢钠或碳酸氢钾。

3.根据权利要求1或2所述的碱金属的碳酸盐或碳酸氢盐的制造方法，其中，所述包含二氧化碳的气体中的二氧化碳的浓度为10体积%以上。

4.根据权利要求1或2所述的碱金属的碳酸盐或碳酸氢盐的制造方法，其中，包含二氧化碳的气泡的大小是d50为50~90μm、d90为100~150μm。

5.一种碱金属碳酸氢盐的制造方法，其中，