原理

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盐田卤水中含有丰富的NaCl、MgCl₂、MgSO₄、KCl和MgBr₂等强电介质盐类。这些盐在卤水中都被电离成相应的阴阳离子(Na⁺、Mg²⁺、K⁺、C1^－和SO₄^2－)。在NaCl饱和前，KCl和MgBr₂含量都很少，故此时卤水可看成是Na⁺、Mg²⁺／／Cl^－，SO₄^2－－H₂O四元交互体系。NaCl和MgSO₄在卤水中可发生下面的复分解反应：

2NaCl+MgSO₄=Na₂SO₄+MgCl₂

控制一定的温度、浓度、可使复分解反应向有利于生成Na₂SO₄的方向进行，并使其以Na₂SO₄·10H₂O的形式自卤水中结晶析出。这一过程可由Na⁺、Mg²⁺／／Cl^－，SO₄^2－－H₂O四元交互体系水盐相图进行分析。有关相图数据见表6－4－1。

表6－4－1Na⁺、Mg²⁺／／Cl^－，SO₄^2－－H₂O体系相平衡数据

注：Na：NaCl

Na·2：NaCI·2H₂O Mg·8：MgCl₂·8H₂O

The：Na₂SO₄ Mg·12：MgCl₂·12H₂O

Gl：Na₂SO₄·10H₂O Bi：MgCl₂·6H₂O

Mg·1：MgSO₄·H₂O As：Na₂SO₄·MgSO₄·4H₂O

Mg·4：MgSO₄·4H₂O D′An：9Na₂SO₄·MgSO₄·3NaCl

Mg·5：MgSO₄·5H₂O Vant：3Na₂SO₄·MgSO₄

Mg·6：MgSO₄·6H₂O LÖw：Na₂SO₄·MgSO₄·H₂O

Mg·7：MgSO₄·7H₂O

根据表6－4－1的部分数据绘制图6－4－1A和图6－4－1B。

图6－4－1A Na⁺，Mg²⁺／／Cl^－，SO₄^2－－H₂O体系平衡图

图6－4－1B Na^－，Mg²⁺∥Cl^－，SO₄^2－－H₂O体系平衡图

例如，某卤水组成为：

°Bé NaCl MgCl₂ MgSO₄

24．3 218．81 49．14 23．91 (g／L)

换算成耶涅克指数为：

2Na：72．3

SO₄：7．7

H₂O：1956．5

将此体系点标在－10℃的Na⁺、Mg²⁺／／C1^－，SO₄^2－－H₂O的平衡图上，见图6－4－2，在干盐图上体系点为M，在水图上体系点为m₄。体系含水量在n点以上时为Na₂SO₄·10H₂O和冰共同析出。体系含水在K₀K₁区间时为Na₂SO₄·10H₂O单独析出阶段，越近K₁点，Na₂SO₄·10H₂O析出量越大。体系含水在K₁K₂之间时为Na₂SO₄·10H₂O和NaCl·2H₂O共析阶段。m₄恰在K₀K₁之间，而且靠近K₁点，说明该体系冷却到－10℃时只有Na₂SO₄·10H₂O析出，而且析出量较大。