精制工业盐原理
工业盐精制的目标在于去除原料盐(如海盐、岩盐、湖盐)中的杂质,提升氯化钠纯度,以满足化工、印染、水处理等工业领域的严苛要求。其原理与流程如下:
1.溶解与初步净化:粗盐首先被溶解于水,形成饱和或近饱和的卤水。此过程能溶解大部分可溶性盐类(主要是NaCl),同时通过沉降或简单过滤初步分离不溶性杂质,如泥沙、黏土和部分有机物。
2.化学沉淀除杂(关键步骤):精制的在于化学沉淀法去除主要可溶性杂质离子:
*除钙镁离子(Ca²⁺,Mg²⁺):向卤水中加入适量的纯碱(Na₂CO₃)和(NaOH)。纯碱使钙离子生成不溶性的碳酸钙沉淀,则使镁离子生成不溶性的氢氧化镁沉淀。
*除硫酸根离子(SO₄²⁻):通常加入(BaCl₂),使其生成几乎不溶的硫酸钡沉淀。
*反应式示例:
*Ca²⁺+Na₂CO₃→CaCO₃↓+2Na⁺
*Mg²⁺+2NaOH→Mg(OH)₂↓+2Na⁺
*SO₄²⁻+BaCl₂→BaSO₄↓+2Cl⁻
3.沉降与过滤:经过化学沉淀反应后,卤水中充满了细小的沉淀颗粒(CaCO₃、Mg(OH)₂、BaSO₄等)。通过沉降池让大颗粒沉淀,再经过精密过滤设备(如板框压滤机、袋式过滤器、滤芯等)进行多级过滤,将这些沉淀物以及残余的细微不溶物从卤水中分离出去,得到澄清的精制卤水。
4.蒸发结晶:将精制后的澄清卤水送入蒸发结晶器(如多效蒸发器、强制循环蒸发器)。在受控的温度和真空条件下,水分被蒸发,卤水浓度不断提高,终达到过饱和状态,纯净的氯化钠晶体开始析出并逐渐长大。
5.分离、干燥与包装:析出的盐晶体与母液(富含未沉淀的微量杂质离子)通过离心机或旋流器进行分离。分离出的湿盐进入干燥设备(如沸腾干燥床、回转干燥筒)脱除表面水分,后筛分得到符合粒度要求的成品精制工业盐,包装入库。
总结:精制工业盐的本质是通过溶解、化学沉淀反应(除Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄²⁻)、精密过滤去除杂质,再利用蒸发结晶、分离干燥等物理过程,终获得高纯度(通常要求NaCl含量≥99.5%)、低杂质含量的氯化钠产品。其品质远优于粗盐,能有效避免杂质在后续工业生产中引发结垢、催化剂、产品着色等问题。
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