第一節(jié) 元明粉生產(chǎn)工藝介紹

我國生產(chǎn)元明粉的方法有熔融法、熔融- 蒸發(fā)法、鹽析法及全溶蒸發(fā)法等；形式上經(jīng)歷了由平鍋法、火塔法、單效蒸發(fā)、自然循環(huán)、真空蒸發(fā)到多效真空蒸發(fā)強制循環(huán)的過程。設備的更新?lián)Q代主要是出于生產(chǎn)效率、成本和能耗等考慮。

1、全溶蒸發(fā)脫水法

適合于由天然芒硝制備元明粉，適于小規(guī)模生產(chǎn)。但煤耗高，產(chǎn)率低?；玖鞒倘鐖D。

全溶蒸發(fā)脫水法生產(chǎn)工藝流程圖

即蒸汽和天然芒硝作用，使芒硝溶化，之后進行澄清（除殘渣）。濾液經(jīng)蒸發(fā)處理，離心分離，最后熱風干燥到成品。

2、四效蒸發(fā)末效二次蒸汽余熱化硝法

該生產(chǎn)工藝在全溶蒸發(fā)脫水法的基礎上進行了改進，其流程如圖。

四效蒸發(fā)末效二次蒸汽余熱化硝法生產(chǎn)工藝流程圖

原料水硝后，經(jīng)熱融、凈制、蒸發(fā)后，離心分離，最后干燥得到成品。此法將末效二次蒸汽用來化硝，降低能耗。同時使各效間存在壓差，不需額外動力，減少了不必要的工序。此外化硝減少了開口蒸發(fā)的蒸汽損失，操作環(huán)境好，利于減少M g 雜質(zhì)量。

3、井下硐室水溶法

原理是：先生產(chǎn)無水Na2SO4 生產(chǎn)蒸發(fā)工藝中所用到的粗硝水。但其中含有的M g 和C a 將影響后期產(chǎn)出的元明粉質(zhì)量。故欲得到高質(zhì)量的元明粉，需先除去Mg 和Ca。此法生產(chǎn)不受季節(jié)限制，但前期投入較多。

4、工業(yè)副產(chǎn)Na2SO4 回收

我國副產(chǎn)Na2SO4 浪費比較嚴重?；厥者@部分副產(chǎn)品不但有經(jīng)濟效益，還能減少環(huán)境污染。我國鉀肥資源相對不足，長期以來很大程度上依賴進口。彭賽軍提出工業(yè)鹽類副產(chǎn)生產(chǎn)K 2SO4 肥料，王煥章等也認為利用無水硫酸鈉復分解生產(chǎn)K2SO4 是今后的 研究 熱點。楊智寬提出利用分步結(jié)晶法回收工業(yè)廢水中K2SO4 和NH4)2SO4。

由于技術(shù)的進步和我國對環(huán)保的日益重視，近年從工業(yè)副產(chǎn)中回收Na2SO4 的比例逐漸上升。工業(yè)副產(chǎn)廢水的化學成分和Na2SO4 的原始濃度是影響回收率的主要因素。

第二節(jié) 國外元明粉生產(chǎn)工藝發(fā)展階段比較

世界各地天然原料有其共同特點,因而元明粉的生產(chǎn)工藝也有某些共同之處,無論芒硝型礦藏、硫酸鈉井礦鹽鹵水或化工副產(chǎn)元明粉,都使用兩部法工藝流程,即首先析出芒硝或芒硝水溶液,再將精選的原料加工為成品。

第三節(jié) 我國元明粉生產(chǎn)工藝創(chuàng)新路徑

我國生產(chǎn)元明粉的方法有熔融法、熔融－蒸發(fā)法、鹽析法及全溶蒸發(fā)法等；形式上經(jīng)歷了由平鍋法、火塔法、單效蒸發(fā)、自然循環(huán)、真空蒸發(fā)到多效真空蒸發(fā)強制循環(huán)的過程。設備的更新?lián)Q代主要是出于生產(chǎn)效率、成本和能耗等的考慮。

第四節(jié) 國內(nèi)元明粉生產(chǎn)設備介紹

生產(chǎn)元明粉技術(shù)的主要生產(chǎn)設備有：離心干燥裝置、采用旋液分離器、艾伯納（恩卡）真空連續(xù)結(jié)晶裝置、

第五節(jié) 國內(nèi)元明粉生產(chǎn)設備應用 分析

1、離心干燥裝置

離心干燥機又稱轉(zhuǎn)筒干燥機、熱風干燥機、熱風離心干燥機，利用離心力除去附著在工件表面上液體。主要應用于食品類、陶瓷、各種鐵氧體及金屬氧化物和一些化學制品。包括：聚合氯化鋁、分散染料、活性染料、有機催化劑、白炭黑、洗衣粉、硫酸鋅、二氧化硅偏硅酸鈉、氟化鉀、碳酸鈣、硫酸鉀、無機催化劑、各種廢液等。

2、采用旋液分離器

又稱水力旋風分離器和水力旋流器。旋流分離器的一種。用以分離以液體為主的懸浮液或乳濁液的設備。工作原理與旋風分離器大致相同。

優(yōu)點：構(gòu)造簡單，無活動部分；體積小，占地面積也??；生產(chǎn)能力大；分離的顆粒范圍較廣。但分離效率較低。

常采用幾級串聯(lián)的方式或與其他分離設備配合應用，以提高其分離效率。用于制堿和淀粉等工業(yè)。

3、艾伯納（恩卡）真空連續(xù)結(jié)晶裝置

該裝置是在消化吸收德國艾伯鈉（EBNDE）公司與美國恩卡（ENKA）公司酸浴結(jié)晶技術(shù)基礎上創(chuàng)造發(fā)明的新機型。結(jié)晶能力為０.５～１.8t/h，技術(shù)先進可靠、工藝流程合理、節(jié)能且有利環(huán)保 。

第六節(jié) 我國元明粉技術(shù)研發(fā) 分析

我國生產(chǎn)元明粉起步較早，工藝趨于成熟。過去元明粉的生產(chǎn)一直按照ＧＢ６００９－９２無水硫酸鈉國標進行，直到２００３年ＧＢ／Ｔ６００９－２００３出臺。另外，發(fā)展趨勢表現(xiàn)為對元明粉純度、低ｐＨ值、大顆粒和低鈣鎂等的高要求。

1、白度

白度是元明粉質(zhì)量的一項重要指標。各批白度≥ 8 0 的難度較大。有 研究 表明，把“蒸發(fā)器先蒸發(fā)母液，后補充清液”的生產(chǎn)工藝優(yōu)化為“蒸發(fā)器先加清液蒸發(fā)，后按一定比例交替補充清液和母液，母液使用到一定程度舍棄，不讓其循環(huán)參與正常生產(chǎn)，并采取集中處理母液的方法”，可把白度≥ 8 0 產(chǎn)品的得率提高到90% 以上，一級品率達90% 以上。這樣做的原理是：若先蒸發(fā)母液，當母液濃度比較大時，母液中的Fe3+ 等雜質(zhì)同時濃縮，易析出。而先蒸發(fā)清液，后按比例加入清液和母液，在一定程度上降低了雜質(zhì)濃度，到一定程度時排放母液，則將雜質(zhì)排除。從而降低了致色雜質(zhì)的濃度，提高了產(chǎn)品的白度。

2、低pH 值

低p H 值也是元明粉的一個發(fā)展方向。南風集團元明粉分公司用H2SO4 控制元明粉的pH 值：在濕料進口處用“加酸器”加入濕料中，再通過氣流干燥器、器、旋振篩篩分等一系列的生產(chǎn)環(huán)節(jié)控制，生產(chǎn)出pH 值在6-8 的元明粉。

生產(chǎn)中要因原料產(chǎn)地及性質(zhì)的差異適當調(diào)節(jié)加酸量、保證H 2S O 4 質(zhì)量，控制其濃度。

3、大粒徑

使元明粉結(jié)塊的原因很多，主要有元明粉的含水率、雜質(zhì)種類與含量、儲存環(huán)境等。為了解決這一問題，需要制備分散性好的元明粉。大粒徑元明粉就在這個要求下發(fā)展起來的。大顆粒元明粉質(zhì)量受原料中雜質(zhì)、溶液pH 值、溶液裝置、干燥設備等因素的影響。如：原料中雜質(zhì)Mg2+ 濃度隨著Na2SO4 析出不斷升高，最終導致體系由Na2SO4 的析晶區(qū)轉(zhuǎn)到3 N a2S O 4M g S O 4 的共晶線上，析無水鈉鎂礬結(jié)晶，細度小，粘度大，影響蒸發(fā)和產(chǎn)品質(zhì)量。在去處C a 、M g過程中，若p H 值過高會使N a2S O4 結(jié)晶困難，pH 過低不能有效去除Ca 、Mg 雜質(zhì)。生產(chǎn)中，控制晶體成核和長大的相對速率易于控制晶粒大小。

此外，首效壓力、洗罐周期、集鹽結(jié)構(gòu)等也影響產(chǎn)品的粒度。

4、低鈣鎂

芒硝中Ca 和Mg 的存在會析硝：芒硝結(jié)晶過程中形成C a S O 4•M g S O 4•7 H 2O粘附在Na2SO4•10H2O 進入芒硝，不但使產(chǎn)品結(jié)塊，還影響了產(chǎn)品質(zhì)量，因此需要制備低鈣鎂的元明粉產(chǎn)品。

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