钙芒硝的有关资料

钙芒硝的有关资料

一、硫酸钠易溶于水，溶液呈中性，有苦咸味，溶解度随温度不同变化很大，常压下0℃溶解度为4.76，40℃为48.8，100℃为42.7。十水硫酸钠俗称芒硝。

二、硫酸钠的溶解度曲线是由两根相交于32.4℃的曲线组成。在低于32.4℃时，Na2SO4的溶解度曲线是随着温度升高而增加的（即为正变关系）；32.4℃以后溶解度曲线是随温度的上升而下降的（即反变关系）。这是因为前者是Na2SO4·10H2O（芒硝）的溶解度曲线。后者是Na2SO4（元明粉）的溶解度曲线。32.4℃是芒硝转化为无水Na2SO4的温度。

Na2SO4·10H2O === Na2SO4 + 10 H2O

三、实验结果表明了，芒硝结晶的最佳温度为0℃，当温度超过34℃时，芒硝溶解度反而减小。认为芒硝炮制工艺应为芒硝100g，加水208ml，34℃水温恒温，饱和溶液减压抽滤，弃去杂质，母液0℃时结果，即得芒硝的炮制品。

四、钙芒硝岩盐水溶解特性的实验研究

在常温30℃时，对其在水中的溶解特性进行了研究，发现在室温静溶时试件很快破碎，溶液浓度上升比较快，在30℃水中不易破碎，原因在于CaSO4在水中溶解度小，温度升高其溶解度反而下降，溶解出来的CaSO4容易附着在矿物表面阻止矿物的溶解，同时得出了钙芒硝在水中溶解特性曲线以及溶解速率和溶解速度方程，以此来指导钙芒硝岩盐矿和其他可溶性矿物的水溶开

采。

五、钙芒硝岩盐溶解特性的实验研究

通过在NaOH、Na2CO3、NaHCO3、HCl溶液和H2O中的溶解实验，对钙芒硝的溶解特性进行了研究，得出了钙芒硝在氢氧化钠溶液中溶解速度较快的结论。由于其中一部分芒硝由化学反应而生成的，，因此其溶解属于化学溶解。

六、钙芒硝盐岩溶解的温度效应

摘要：钙芒硝盐岩化学成分为硫酸钠与硫酸钙的化合物，其化学成份的复杂性决定了其属于难溶性盐。溶解机理分析发现，其溶解过程包括硫酸钠和硫酸钙的溶解与其结晶，但硫酸钙结晶后会形成一层膜覆盖在矿物表面，减少溶解表面面积，对硫酸钠的溶解有抵制作用。实验发现，钙芒硝的溶解有温度效应；温度越高，使溶解速率及溶解速度下降越快，使钙芒硝溶解变慢。压力浸泡溶解开采使现场采出效率提高30％～40％。

七、钙芒硝矿全液相开采可行性的探讨

《化工矿山技术》1992年第21卷第4期

李志忠（四川新津洗涤助剂厂）

1.钙芒硝水溶时的基本过程

在生产条件下（主要指温度条件），钙芒硝为一不相称溶解的复盐（Na2SO4·CaSO4），该复盐在水的作用下，被分解成两种单盐——Na2SO4和CaSO4。前者溶解于水而成为溶液（液相），后者则转化成难溶的二水石膏（CaSO4·2H2O）存留于渣中，上述反应

在32～52℃间进行。

2.溶解度问题

通过对Na2SO4—H2O体系和Na2SO4—CaSO4—H2O体系相平衡数据的研究，发现纯芒硝和钙芒硝两者的溶解度曲线是不同的。例如：

（1）Na2SO4的溶解度

Na2SO4在水中的溶解度数据为：

可看出，Na2SO4的溶解度在32.4℃时达最大值，超过此温度溶解度反而下降。

（2）Na2SO4·CaSO4在水中的溶解度

Na2SO4·CaSO4在水中的溶解度概念是：在一定温度下，Na2SO4·CaSO4在水中被分解后所得到Na2SO4溶液的最大浓度。

从上述数据可看出：在25℃以下，钙芒硝的溶解度大于Na2SO4在水中相应温度下的溶解度，而在25℃以上时，其溶解虽有所上升，但还不如Na2SO4的溶解度上升快，且到40℃时才达到最大值。从40℃开始溶解度呈下降趋势。

3.相平衡问题

通过对Na2SO4—CaSO4—H2O相平衡体系的研究，可以指出以下事实：

（1）当体系处于28℃以下时，钙芒硝在水中发生如下变化：Na2SO4·CaSO4＋H2O →(Na2SO4 +H2O)(饱和溶液)＋CaSO4·2H2O↓(Na2SO4+H2O)(饱和溶液) →Na2SO4·10H2O↓ + (Na2SO4+H2O)(饱和溶液)

在相图上对应的三相点是“Na2SO4·10H2O（固）＋CaSO4·2H2O （固）＋Na2SO4的饱和溶液”三相共存。尤其重要的是在引温度范围内，Na2SO4·CaSO4与水不能共存于同一平衡体系中。这一特性在研究该矿的液相开采时非常重要。

（2）当温度在28～52℃时，平衡三相点是：“Na2SO4·CaSO4（固）＋ CaSO4·H2O（固）＋ Na2SO4饱和溶液”三相共存。目前各厂家均采用35～45℃范围。

（3）当温度达到52℃以上时，平衡三相点是：“Na2SO4·CaSO4（固）＋ CaSO4（固）＋ Na2SO4饱和溶液”三相共存。

根据相图分析情况，在确定液相开采的温度条件时十分重要。

4.水溶过程的热效应

钙芒硝与水的反应过程如上所述。根据化学热力学规律，如果组成复盐的两种单盐所含的结晶水加在一起，比复盐中所含的结晶水多，则在一般情况下，当复盐分解成两种单盐时，必同时伴随着放热效应。所以反应在向右进行时，是一个放热过程。反应热Q值虽然未测得，但在工业生产中已经测得由于水溶过程的热效应，能使体系的温度升达3～5℃。

5.关于水溶过程中固相物的膨胀

过去一般认为，钙芒硝矿石经水溶之后，残留尾渣是有比原矿石体积更大的特性。在硐室溶池中实际观察到的表面现象也确实是如此。于是得出结论：像盐矿那样采用“钻井水溶“是无法实现的。这是由于若残渣体积膨胀，必然将水道堵塞，不能形成通道，也就没有硝水继续生成。然而笔者对此有不同的看法。当然，自然条件下，钙芒硝矿在水的作用下，体积是有所增大的，但仔细研究后发现，造成残渣体积膨胀的原因主要有以下两个方面：

（1）Na2SO4·CaSO4“水溶”之后，CaSO4单盐转化为二水石膏CaSO4·2H2O，重量增加了，其比重却有所下降，相应体积也就有所增加。

（2）按照当时硐室水溶生产工艺，其采出率一般低于80％，剩余20％以上的Na2SO4在30℃以下时，转化成Na2SO4·10H2O 结晶，其重量在剩余Na2SO4的基础上有所增加，其比重却有所下降，体积相应增大。

今以1m3纯Na2SO4·CaSO4为计算基准，计算如下：

已知有关数据。