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1、无水硫酸钠(无水硝、无水芒硝、元明粉)摘要：本文主要概述了无水硫酸钠的性质、用途、生产方法（芒硝脱水法、转化法、副产法、钙芒硝法、盐、硝联产法。）、主要制法流程简述（热融蒸发脱水法生产无水硫酸钠流程、转化法生产无水硫酸钠流程。）、主要技术经济指标。 142O4 性质 白色细颗粒结晶或粉末。无臭、味咸而带苦味。有吸湿性。易溶于水，在030.4范围内溶解度随温度的升高而迅速增大。水溶液呈中性。溶于甘油，不溶于乙醇。当水溶液低于3238时，则以十水物结晶析出。高于此温度时开始以无水硫酸钠结晶析出。 硫酸钠与碳在高温反应时被还原为硫化钠：是制备NaS的主要方法之一。 用途 用于硫化钠、群青、硅酸钠等化
2、工产品的制造，造纸工业中用于制造硫酸盐纸浆，玻璃工业中用来代替纯碱，染料工业中作填充剂。印染工业中用作助染剂，医药工业中用作缓泻剂和钡盐中毒的解毒剂等。此外，还用作洗涤剂填充料，用于配制维尼纶纺丝凝固浴在电镀中一般用作导电盐，用于硫酸盐镀锌、镉、镍等电解液中，也用于镀锌层的低铬酸钝化溶中。 生产方法 1芒硝脱水法 系将芒硝加热脱水而得。脱水方法又分：全溶翔发脱水法、热融蒸发脱水法及热融盐析脱水法。 由盐田自然冷冻法制的芒硝含泥土等杂质较多，适合采用全溶期发脱水法。机械冷冻法制的芒硝质量高，不溶杂质少，用热融蒸发月水法较好。热融盐析脱水法适用于蒸发母液的后处理。 2转化法 系用氯化钾生产的副产品
3、高低温盐做原料制得司此法成本较高，回收率低，消耗硫酸，杂质不易除去，所得产品色泽较差。但设备简单、制造容易。 3副产法 工业生产中，例如：复分解法制氯化铵、红钒钠、甲酸、草酸、农药、化纤等工业生产和含硫酸盐的矿物处理等都能副产硫酸钠。它们的生产工艺，由副产硫酸钠的结晶形式和质量好坏而定。 4钙芒硝法 含NaS032左右的钙芒硝矿破碎后，用水浸取得2023Be的粗硝水，经过滤、除去杂质后送去蒸发结晶，含晶镧的芒硝液用离心机分离得无水硫酸钠，母液返回蒸发。也可采用钻孔采卤法、房柱法、峒室水溶法开采则得粗硝水。峒室水溶法是比较合理的方法，可连续化、生产能力大、精硝加工的滤渣排放量减少60以上。该法是
4、发展的方向。 5盐、硝联产法 氯化物硫酸盐型盐矿用水溶法开采的人工卤水，含NaCl270300gL，NaS01530gL，作为制盐和硝的原料,利用NaClNaS0一HO的多温相图，在30时用原料卤水洗涤混有NaS0的NaCl，使NaS0溶入液相，并得到纯NaCl和NaClNaS0共饱和液(30)，称为洗液。将此洗液预热升温至100，加盐盐析。随氯化钠的溶解硫酸钠自溶液中析出。经增稠、离心脱水、干燥可得到含NaS0 9899的硫酸钠。母液送入多效(普遍用四效)真空蒸发装置，自末效排出混有NaS0的NaCl，返回洗盐。盐硝联产法可进行无排放生产，并且能耗低。 主要制法流程简述 1芒硝脱水法 (1)
5、全溶蒸发脱水法原料为盐田自然冷冻制的土硝(含NaS035)。 在溶硝槽内加入经粉碎的土硝，通入蒸汽使硝溶解，温度为70左右，浓度为3032Be时，用泵打入沉降槽中保温澄清，下层泥浆用多层洗泥器洗涤后排掉，洗液供溶土硝用。上层清液经双效真空蒸发器浓缩。一效终止沸点控制在103105。二效液温60左右，真空度控制在650毫米汞柱左右。带晶的浓缩液经离心分离，气流干燥即得成品。成品含水要求在02以下。母液则返回蒸发器中循环蒸发，当母液中NaCl含量达180200gL时排出，进行回收处理。 (2)热融蒸发脱水法生产流程如图一16281所示。 图-16281热融蒸发脱水法生产无水硫酸钠流程图 将机械冷冻
6、法制的芒硝(见十水硫酸钠生产方法)在热融槽中加热到70左右。其中部分硫酸钠溶解于自身结晶水中，形成饱和溶液。部分硫酸钠成无水盐析出。经离心分离，即得无水硫酸钠晶体和饱嘲溶液。晶体经干燥后即为成品。饱和溶液中含硫酸钠为370gL左右,再经蒸发又得无水芒硝，经离心脱水，干燥后可得成品。饱和溶液蒸发至氯化钠含量达l80200gL时，送入冷冻结晶器，再制十水芒硝。 蒸发设备还可采用火焰塔或浸没燃烧蒸发器。 火焰塔是由钢板制作的，内装薄钢板制成的直立平行填料。芒硝溶液沿填料表面自上而下与送入塔内的高温炉气逆向流动，在气流中蒸发。炉气进口约l000，在塔出口降到100左右。由于不用换热壁面，载热体与被蒸发
7、的溶液接触面积大，水分蒸发迅速，且不存在使硫酸钠结垢的表面。 浸没燃烧蒸发器是烟道气(或燃烧气)送入位于硫酸钠溶液液面下方的燃烧嘴喷出，气体鼓泡通过液层，将蒸发水分带出排入空气中。 (3)热融盐析脱水法盐析法的原理在于同离子效应，使硫酸钠溶解度降低，超过这个溶解度的部分硫酸钠呈固体析出。使用的盐有NaCl、KCl等。 在热融后的饱和硫酸钠溶液中，加入一定量的固体氯化钠，加入量由下式计算： 式中A为NaClNaS0一HO体系中，清液内的NaCl含量， glOOgH0； B被盐析溶液中的水分量, gL； c被盐析溶液中的NaCl含量，gL； D盐中的NaCl含量，质量； 043系数； G加入被盐析
8、母液中的NaCl量，kgm。 加入盐后，溶液中有硫酸钠析出，进行固液分离可得到固体无水硝。用饱和硫酸钠溶液冲洗，洗涤液用量为固相的l5倍，再经干燥即得成品。母液可蒸发结晶，回收NaCl，循环使用。 2转化法生产流程如图一1628. 2所示。 图一16282转化法生产无水硫酸钠流程图 由高低温盐制取无水硫酸钠的转化法，是在一定温度和配料条件下，经过三段转化，硫酸镁和氯化钠先转化成白钠镁矾，再转化为无水钠镁矾，最后转化成无水硫酸钠。整个转化过程为连续逆流操作。浆料靠机械推动和提升，液体依位差而逆向溢流，各段之间是互相联系和影响的。 (1)第一段转化将高低温盐称重后，加入一段转化槽中，同时加入从二段
9、逆向流入的母液，为了控制反应液中氯化钠和硫酸镁重量比为1112，加入适量的氯化钠，并加入一定量的硫酸，控制pH值在34范围内，在5570的温度下，发生下列反应： 生成的白钠镁矾浆料，进入一段沉降器增稠后，经盐浆泵打入二段转化槽，废液由一段转化槽尾部排入地沟。 (2)第二段转化在第二段转化槽中，白钠镁矾与三段母液逆流通过，调节酸度为pH45，温度在100左右，则生成无水钠镁矾(NaS0MgSO)。无水钠镁矾浆料进沉降器中增稠后，经盐浆泵打入三段转化槽。 (3)第三段转化在三段转化槽中，酸度控制在pH56，温度控制在55左右，在不断搅拌下，无水钠镁矾与氯化钠水溶液反应：生成无水硫酸钠，经离心分离、干燥后即为成品，反应液中水量为嘲低温盐所含硫酸镁总质量的28倍左右。转化过程中，要求槽内物料i搅拌均匀，保证一定的停留时间，使上层有一定量的清液，以保证母液溢流时少夹带浆料。为了保证转化停留时间，可采用细长的U型卧式搅拌槽。 主要技术经济指标 消耗定额，tt 全溶蒸发脱硝法 钙芒硝法 芒硝(100) 1.O03 干燥煤 0.030 转化法 高温盐 4.28 钙芒硝 4.348 煤 1.064 电kwht 95