20121123-提取硫酸钠型盐矿卤水中芒硝冷冻结晶设备研究-审核稿件-v1

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1、提取硫酸钠型盐矿卤水中芒硝冷冻结晶设备研究摘要：硫酸钠型盐矿卤水中含有大量的芒硝，将其中的芒硝高效的提取出来，需要合理、科学的设备配置。本文正是基于以上的工业实际需求，结合芒硝结晶的一些外界条件，创造出合适的环境使得芒硝快速的结晶，从而达到提取硫酸钠型盐矿卤水中芒硝的目的。关键词：硫酸钠型盐矿；卤水；芒硝；冷冻；结晶设备我国人口众多，盐的产量也非常之高，据统计，每年我国盐的消耗量高达6000万吨/年，居世界首位。其中食用盐的消耗量约750万吨/年，剩余5000多万吨全部用于工业生产中。2011年，我国盐的生产量约3400万吨，需要原盐约5650万吨，其中大部分所用为固体盐(主要是海

2、盐和真空盐)。而在同一时期的欧美等发达国家，主要用的是液体盐。例如，美国盐的产量中月一半以上是液体盐，英、法等国家液体盐的产量已分别占到总产量的60%和70%以上。2012年，我国盐的产量超过6655.7万吨，其中约2546.5万吨为井矿盐，能耗比国外同行业要高出10个百分点。如能推广生产使用液体盐，可大大降低原料盐的成本。我国的盐矿分布较为广泛，但是主要有硫酸钠型和硫酸钙型两种，硫酸钠型卤水中含有的主要成分是氯化钠。因此，采用何种节能技术脱出盐矿卤水中的芒硝是推广节能技术的核心，而这其中，结晶设备的选取起着至关重要的作用[1]。一、提取硫酸钠型盐矿卤水中芒硝冷冻结晶设备研究现状1

3、.1、芒硝的特性和结晶的外部条件芒硝的化学式为，是硫酸盐类矿物芒硝经加工精制而成的结晶体，可用于制革、制玻璃、制碱工业等，也用作泻药。芒硝，化学名也叫硫酸钠。硫酸盐矿是一种分布非常广泛的矿物质，将硫酸型矿物质经过加工碾碎、在热水中溶解、将卤水继续加热待结晶出芒硝。芒硝广泛的应用在工业、以及制药业中。芒硝的晶体为短柱状或针状，这些晶体聚集在一起乘块状、纤维团簇状。它们或无色或白色，具有明亮的光泽，而且水溶性非常的好，在水中的溶解度非常的大，而且随着水温的上升，溶解度呈上升的趋势。芒硝在干燥的环境下进行脱水处理，就成为常见的无水芒硝，呈粉末状，可用做干燥剂。芒硝同样也可以用来提取硫酸铵

4、、硫酸钠等化工原料，日常用的洗衣粉中即含有芒硝。芒硝在水中的溶解度很高，且与水温成正比关系。正是利用芒硝的这一特性，在高温时将硫酸盐类矿物溶解于水中，制成卤水；然后将卤水放置，在温度降低的过程当中，芒硝的溶解度随之降低，多余的芒硝就随之而结晶出来。如果一直加温，将卤水中的水份不断的蒸发掉，直至水份全部蒸发干，同样可以获得芒硝的结晶体。所以，综上可知：芒硝结晶的外部条件就是卤水中水份的减少或者同等条件下卤水温度的降低，都可以促使卤水中芒硝的结晶。1.2、芒硝冷冻结晶设备的研究现状目前，工业上大多采用常规的结晶或者烧制的方法，所用的设备落后而且效率较低。比如，民间用如下的方法制取芒硝：

5、取天然产的芒硝，用热水溶解，过滤，放冷即析出结晶，通称朴硝。再取萝卜洗净切片，置锅内加水煮透后，加入朴硝共煮，至完全溶化，取出过滤或澄清后取上层液，放冷，待析出结晶，干燥后即为芒硝(每朴硝100斤，用萝卜10-20斤)。而工业中则采用更为常规的方法，具体的作为如下：采集芒硝矿，经煮炼、过滤，冷却后，取上层的结晶为芒硝，下层的结晶物质为朴硝。二、提取硫酸钠型盐矿卤水中芒硝冷冻结晶设备研究提取硫酸钠型盐矿卤水中的方法可分为冷冻法和真空结晶法。本文就以上两种方法，研究其所用的设备。2.1、冷冻法提取硫酸钠型矿岩卤水中芒硝设备研究冷冻法则是利用硫酸钠与氯化钠在不同温度条件下溶解度随着温度具

6、有不同的溶解度值，且温度越低硫酸钠的溶解度也就越低的特性，使硫酸钠以十水化合物的形式，即的形式析出。目前市场上大多产假采用此方法对硫酸钠进行冷冻结晶，温度一般控制在-8℃～-5℃左右。但是这样的温度不宜控制，所以很多情况下并不能满足理论上对于温度限定的要求。本文正是基于冷冻法，对芒硝的结晶温度进行研究，从而为工业生产过程中对于温度的控制提出一个参考范围和方法，从而能够生产出高质量的液体盐。根据冷冻提硝的现状，对我国硫酸钠型盐矿卤水在0～—20℃范围内硫酸根浓度的变化进行了试验研究，获得了该条件范围内的硫酸根浓度变化规律并提出了硫酸根溶解度的经验式，为优质液体盐的制备提供了理论依据。

7、利用结晶的手段来制取芒硝，在对矿物进行洗涤时制取含芒硝较多的卤水，将卤水冷却的过程中芒硝以的形式析出。本文所提出的改进的结晶设备在用氨冷却的管子里，通入卤水，这样就可以使得芒硝连续的在管壁上析出，从而不断的从管壁上取下结晶好的芒硝。因为整个装置的环节较多，而且管道比较的长，所以必去要用较强的冷却设备来对其进行冷却，尤其是在夏季时，冷却的效率也不能够降低，并切能够平稳、高效的运转二至三年。选用工业玻璃、聚四氟乙烯、乙烯树脂以及不锈钢等材质，实验验证，材料的结晶附着力与结