真空制盐结晶过程影响因素分析.doc

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1、真空制盐结晶过程影响因素分析沙作良1周玲1张广林2（1.天津市海洋资源与化学重点实验室，天津科技大学，天津，3004572.湖南省湘衡盐矿，湖南，湘衡，421006）摘要：本文针对真空制盐生产过程，就制盐界关心的增加产品粒度的问题，从结晶机理角度分析了各因素对产品粒度影响的，指出研究生产大颗粒产品盐的方向。。关键词：真空制盐；结晶；粒度控制中图分类号：TS36文献标识码：ATheanalysisoftheCrystallizationprocessinVacuumSaltproductionShaZuoliang1ZhouLing1XhangGuanglin2(1.CollegeofM

2、arineScienceandEngineering,TianjinUniversityofScience&Technology,Tianjin,300457;2.HunanXianghengSaltmine,Hunan,Xiangheng,421006)Abstract:Inthispaper,thefactorswhichaffectthecrystallizationprocesswerediscussedinthevacuumsaltproductionprocess.Thedirectionofthestudyonincreasingthecrystalsizewaspoin

3、tedout.Keywords:Vacuumsalt;Crystallization;particlesize1前言近年来，在真空制盐生产中产品的粒度及其分布越来越受到各生产企业的重视。盐的粒度作为衡量盐的重要指标之一，其粒度的大小和均匀性，直接影响到产品的质量、性能和销售价格。平均粒度大且均匀的产品易过滤，干燥过程能耗低盐质较高。同时粒度大且均匀的产品在贮存或运输的过程中结块的倾向小,即使发生了结块现象,由于单位接触点少,结块也易破碎。然而，在我国制盐生产中所使用的流程和设备结构在很多情况下是以提高产品产量和降低能耗的角度而设计，而对怎样提供较好的结晶环境和如何控制产品的粒度考虑不多

4、。尤其是在多效蒸发系统，如何控制产品的粒度报道更是少见。为改善真空制盐过程的产品粒度控制，怎样提供较好的结晶环境，本文从结晶过程的机理角度提出需要探讨的问题和途径，以期引起各生产单位的重视和研究，从而改善我国真空制盐过程中产品粒度控制方面的欠缺。2工业结晶过程的基本理论1溶液结晶是溶质从溶液中析出形成晶体的过程,结晶过程的产量取决于结晶物质的溶解度。溶液的浓度恰好等于溶质的溶解度时，称为饱和溶液,溶液含有超过溶解度的溶质含量时,则称为过饱和溶液。溶质含量超过饱和溶液的部分用过饱和度表示。过饱和度是结晶过程的主要推动力。在结晶过程中，溶液的过饱和程度对结晶过程有很大影响，它决定着结晶过程

5、所发生的不同过程及其不同过程的速率，因而直接影响到产品的粒度与粒度分布.根据大量实验研究证实1，溶液的过饱和度与结晶的关系可用图1表示图1溶液溶解度与过溶解度曲线图溶解度曲线和过溶解度曲线将浓度—温度图分割为稳定区、介稳区和不稳定区三个区域。在稳定区内，溶液未达到饱和，因而没有结晶的可能。在介稳区内，不会自发的产生晶核，但若加入晶种，这些晶种就会长大。在不稳定区域内，溶液能自发的产生晶核，越深入不稳定区，自发产生的晶核也多。因此在工业结晶过程中，控制溶液的过饱和程度是控制结晶过程的关键参数。对于工业结晶过程中溶液的过饱和度与结晶的关系，丁绪淮1曾进行了开拓性的研究，他指出，一个特定的物

6、系只有一根明确的溶解度曲线,但过饱和度曲线的位置却受很多因素的影响。例如有无搅拌、搅拌的强弱、有无晶种等。工业结晶过程只有尽量控制在介稳区内，才能避免自发成核,得到平均粒度大的结晶产品。2.1结晶动力学一般来讲，在结晶过程中主要发生的过程为晶体的成核和成长。而在工业结晶过程中，成核过程和成长过程是同时发生的，其发生的速率称为成核速率和成长速率。成核速率和成长速率统称为结晶动力学2.1.1晶核动力学晶核是晶体进而生长的核心，没有晶核的存在，在一定溶液的过饱和度下，不能发生相变过程，即溶液会保持其过饱和状态。晶核的来源主要有三种形式。其一是人为的加入晶体，称为晶种的添加。即通过人为控制的方

7、法，提供所需的晶体成长的表面，使溶液中过饱和的溶质成长于晶种表面，实现结晶过程。第二种晶核的来源是从过饱和溶液中形成晶核，对这种成核过程我们称之为初级成核。初级成核的形成都是从较高的过饱和溶液中新生成的微小晶体粒子，是一种突发过程，过程很难控制。第三种是晶核来源于已存在的晶体。由于不同的原因使晶体破碎而形成的细小晶体作为晶体成长的核心，我们称之为二次成核。二次成核过程比较负载，影响因素很多，主要包括晶体本身的性质和外界操作条件，例如搅拌强度、悬