饱和食盐水的精制

20度下，36g/100gH20

饱和食盐水的质量分数为

36

------------- * 100% = 26.47%

100+36

则配制500g饱和食盐水需要食盐500*26.47%=132.35g

饱和食盐水的精制

由原盐在化盐桶中所制得粗盐水后，其中含有

①钙盐和镁盐等杂质，含量虽然不大，但在后续盐水吸氨及碳酸化过程中能和NH3及CO2作用生成沉淀或复盐[Mg(OH)2 、NaCl·MgCO3·Na2CO3、MgCO3·Na2CO3等]，不仅会使设备和管道结垢甚至堵塞，同时还会造成氨及食盐的损失。在碳化之前若不将这些杂质除去，便会影响纯碱的质量。

②若采用含SO42- 较高的地下卤水制碱，硫酸根虽然不会进入纯碱之中，但会在蒸馏塔中与氯化钙反应生成石膏沉淀，使蒸馏塔严重结疤，缩短塔的生产周期。因此，粗盐水必须经过精制才能用于制碱。那么我们用什么方法来除去Ca2+、Mg2+呢？（提问）使之转化成沉淀。

除去粗盐水中的Ca2+、Mg2+可以添加沉淀剂使之沉淀除去。加入什么沉淀剂最好呢？（提问）提示：我们加入的沉淀剂最好是氨碱法过程中用到的或产生的，这样可以不引人其它离子。

由于CaCO3和Mg(OH)2的溶解度都很小，因此氨碱厂都使之生成这两种沉淀物来精制盐水。镁离子的沉淀剂可以用NH3、Ca(OH)2等碱性物质，但用NH3时生成的Mg(OH)2不易沉降，最便宜的沉降剂是Ca(OH)2，它是氨碱厂中自己生产的。（请同学们写出反应方程式）

用石灰乳除Mg2+反应为：Mg2++Ca(OH)2→Mg(OH)2↓+Ca2+（1-2-12）

Ca2+的沉淀剂有(NH4)2CO3和Na 2CO3，也是氨碱厂自身生产的：

Ca2++Na 2CO3→CaCO3↓+2Na+（1-2-13）

Ca2++(NH4)2CO3→CaCO3↓+2NH4+（1-2-14）

我们根据除钙方法的不同将盐水精制的方法分为两种：石灰一纯碱法和石灰一

氨一二氧化碳法

(一)石灰一纯碱法

用石灰乳先除去粗盐水中的镁盐，而后再用纯碱除去一次盐水中的钙盐，其反应式为：

Mg2++Ca(OH)2→Mg(OH)2↓+Ca2+ (17)

Ca2++Na 2CO3→CaCO3↓+2Na+ (18)

在化工生产中，钙镁沉淀、加入、脱除可以一次完成。我们设一苛化桶先将纯碱部分苛化：Ca(OH)2+Na 2CO3→CaCO3+ 2NaOH

CaCO3和Mg(OH)2都容易形成过饱和溶液，尤以CaCO3更甚。它的饱和浓度可高达百倍，甚至千倍。正由于此，所以很容易形成细晶CaCO3，难以过滤和沉降。此外盐水、纯碱和石灰乳在反应桶内必须停留半小时以上，才能较完全地消除过饱和度。

加速沉淀的方法之一，是使沉淀粒子形成聚集体。因为悬浮液中的CaCO3和Mg(OH)2是带异性电荷的胶体，这就相互促使对方絮凝。

两种晶体的沉淀速度取决于Ca2+/Mg2+的比例，在比例3-9的范围内，沉淀的速度最快。用海盐化成的盐水，也正好落在这一范围内。

随着温度的升高，液相粘度下降，有利于沉淀，但是温度太高时，会妨碍粒子的聚集。因此，一般保持在12-22℃的范围。溶液的搅拌，能加快晶核的生产速度。但是当生成絮凝物以后就起反作用了，他会破坏絮凝体，使之分散。所以应该停止搅拌。另外，在CaCO3和Mg(OH)2结晶时，可以加入新沉析的CaCO3和Mg(OH)2晶体做晶种。

为了使除Ca2+、Mg2+反应完全，沉淀剂加入必须适当过量。OH-要过量0.05tt，CO32-过量0.25tt.但过量不宜太多尤其是OH-太多时，Mg(OH)2会浮在液面上，影响沉降。

为了使沉淀剂的加入量能够准确控制，要将沉淀剂预先稀释，石灰乳可用盐水稀释至含活性CaO45-50tt，纯碱可用精制盐水稀释到25-30tt。当粗盐水中，NaSO4含量超过2 g/L时，也与Ca(OH)2反应生成石膏沉淀。

Ca(OH)2+ NaSO4→2 NaOH+ Ca SO4·2H2O （1-2-16）

如果不想回收NaSO4，这是一个有利的反应，可以利用生成的NaOH除Mg2+，又可以石膏形式沉淀去一部分SO42-。但如果要想从高浓度的NaSO4溶液中将它以芒硝的形式回收，则上式就变成有害的了，因为SO42-遭到损失。

工艺流程图如下：

稀释后的石灰乳和纯碱液进入苛化桶在30-40℃进行苛化生成NaOH和CaCO3，苛化桶底部放出的部分苛化泥就直接排入洗泥桶内，而小部分苛化泥随悬浮液自苛化桶的顶部溢出进入反应桶，其中的NaOH和NaCO3与粗盐水中的Ca2+、Mg2+进行反应，生成CaCO3和Mg(OH)2，而苛化泥作为助沉剂，与反应桶出来的悬浮液同时进入澄清桶。粗盐水和苛化液在反应桶内停留30分钟左右。以消除CaCO3的过饱和度。

澄清桶底部排出的沉淀泥与洗泥桶中层出来的水，在反应泥竹筒内混合后，用泵送入三层洗泥桶顶部的中心筒内。重碱工段来的洗水进入三层洗泥桶顶上的分配槽，然后进入三层洗泥桶底层。沉淀泥与洗水在洗泥桶内进行逆流洗涤。澄清桶上不溢流出来的精制盐水，用泵送往碳酸化尾气洗涤塔以回收其中的氨和二氧化碳。苛化桶和澄清桶底部排出的泥，在三层洗泥桶内进行逆流洗涤后，以回收NaCO3 和NaCl，底部排出的废泥用泵送往废泥池，与蒸氨废液一同排至厂外。洗泥桶上不排出的清液，送去化盐。

盐水废泥也可回收制成轻质碳酸钙产品，作为橡胶制品的填充剂。

所用的石灰乳量相当于溶液中的镁离子含量；而纯碱加入量相当于溶液中钙镁离子含量之和。实际上应按化学计量稍过量一些。本法的优点是操作简单、劳动条件好、精制度高，但要消耗纯碱。

(二)石灰一氨一二氧化碳法

首先将粗盐水中加入石灰乳除去镁盐，一般溶液的pH值控制在10～11左右。Mg2++Ca(OH)2→Mg(OH)2↓+Ca2+ (15)

除镁时，为加速杂质沉淀，还需加入助沉剂以提高精制效果。

除镁后的盐水称一次盐水，然后将其送入除钙塔。利用碳酸化塔后的尾气(其中含氨及二氧化碳)除去一次盐水中新加入的和原有的钙离子，反应式为：

Ca2++2NH3+C02+H20→CaCO3↓+2NH4+ (16)

除钙后的盐水称为二次盐水。

此法适用于含镁较多的海盐，利用碳酸化塔的尾气可使成本低廉。但也有溶液中氯化铵含量增加，导致碳酸化过程中氯化钠转化率降低，氨损失增大，以及流程