不同生产条件下饱和卤水的变化规律

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(一)常温下饱和卤水钠镁比值、变性比值(即氯化镁与硫酸镁中镁离子的比值)与饱和点三者之间的关系

如图2－6－2所示。

图2－6－2 30℃时卤水成分与饱和点的关系

(以Na⁺、Mg艹、／／Cl^－、SO₄⁼－H₂O四元耶涅克图表示)

(1)钠镁比值与变性比值均相同的饱和卤水，其组成与浓度相同。

(2)变性比值相同，饱和点与卤水钠镁比值成反变关系。

(3)钠镁比值相同的卤水，变性比值越大，饱和点越低。

(4)饱和卤水浓度相同，变性比值与钠镁比值成反变关系。

(5)盐田中饱和卤水在33°Bé／30℃以前，氯化镁、硫酸镁均达不到饱和，不会析出，因此变性比值不变。结晶终止浓度与卤水钠镁比值的关系如图2－6－3。

图2－6－3 结晶终止浓度与卤水Na⁺／Mg^艹值的关系(30℃)

1－Mg^艹／Mg^艹=2 2－Mg^艹／Mg^艹=3 3－Mg^艹／Mg^艹=4

(二)温度对氯化钠析出的影响

在结晶终止浓度较低时，温度对氯化钠析出率的影响比较明显。从图2－6－4看出：卤水浓缩到26°Bé，40℃时，氯化钠析出率为30%，而20℃时，仅为13%；随着结晶终止浓度的提高，温度影响越来越小，当终止浓度高于29°Bé时，温度影响基本可以忽略。在平均温度30℃、结晶终止浓度32．91°Bé时，氯化钠回收率达93．94%。

图2－6－4 不同温度下结晶终止浓度与氯化钠析出率的关系

(三)饱和卤水析盐与蒸发水量的关系

以渤海海水为依据，经天津轻工学院盐化系孙之南等1985年试验研究，饱和卤水(25．88°Bé／20℃)蒸发、浓缩、析出氯化钠情况如表2－6－19；将表2－6－19数据绘成曲线图加以整理，计算出饱和卤水1000L，每提高0．1°Bé，蒸发、浓缩、析氯化钠量如表2－6－20。

表2－6－19 饱和卤水蒸发、浓缩、析盐表

表2－6－20 饱和卤水(25．88°Be′)1000L每提0．1°Be′蒸发、浓缩、析盐表

表2－6－19及表2－6－20系没有渗透损失的理论数据。根据表2－6－20数据，可以计算任何浓度的饱和卤水1000L浓缩到任何浓度时需要蒸发水分量、剩余母液量和产氯化钠量。例如：26．6°Bé饱和卤1000L浓缩到28．2°Bé，需蒸发水分、剩余母液和产氯化钠量分别为：

(四)冬季低温下饱和卤水的变化

常温下氯化钠饱和卤水，在冬季0℃以下，变化是复杂的。这些变化对原盐产量、质量的关系非常密切。不同钠镁比值的饱和卤水在液温下降到－5℃和－10℃的条件下，固相析出情况如表2－6－21。

表2－6－21 饱和卤水冷冻析出固相数量

表2－6－21说明：同样低温下，卤水钠镁比值高低与水石盐(NaCl·2H₂O)析出量成正比；在一定范围内，卤水钠镁比值高低与芒硝析出量成反比，但在－5℃情况下，钠镁比值低于2的卤水，芒硝析出量反而减少。

什么样的卤水在低温下既不析出芒硝又不析出水石盐，经过蒸发浓缩，可结晶成无水盐呢?由图2－6－5可见，在钠镁比值一定的情况下，镁镁比值越低，析出无水盐的相区越小；镁镁比值越高，析出无水盐的相区越大。镁镁比值在4以下的卤水，在－10℃情况下，不管钠镁比值高低，均不能析出无水盐。液温高，无水盐析出结晶的相区大；液温低，无水盐相区小。现根据图2－6－5计算出不同质量饱和卤水冷冻至－5℃及－10℃时的无水盐析出范围如表2－6－22。

图2－6－5 饱和卤水冷冻至－5℃及－10℃时固相析出情况

表2－6－22 低温下无水盐析出范围

此外，饱和卤水在低温下结晶时，最需注意无水盐与水石盐互相转化问题。根据相图分析，无水盐、水石盐与十水芒硝，有一个共饱点。通过卤水的浓缩与稀释或卤温的升降，除析出十水芒硝、水石盐或无水盐外，液相到此共饱点时，水石盐与无水盐即互相转化。由于转化速度快，出现过饱和度过大现象，会析出极细的小粒盐，影响盐质，特别是水石盐转为无水盐时，更为严重。因此在冬季生产时，灌池应尽可能使用钠镁比值较低、变性比值较高的卤水，以减少水石盐和芒硝对生产氯化钠的干扰。