硫酸钠冷冻结晶提纯工艺与设备

以下是硫酸钠冷冻结晶提纯工艺与设备的相关介绍：

一、硫酸钠冷冻结晶提纯工艺原理

硫酸钠冷冻结晶提纯工艺是利用硫酸钠溶解度随温度降低而显著降低的特性。当溶液温度降至其冰点以下时，硫酸钠会以芒硝（Na₂SO₄·10H₂O）的形式结晶析出。通常，纯净硫酸钠溶液的冰点温度是0.9℃，在0.9℃时硫酸钠溶解度达到最低点。对于含杂质的硫酸钠溶液，其冰点会后移。一般设定结晶温度为0℃，特殊行业会设定更低温度，如锂盐冷冻脱硝工艺中结晶温度为0~15℃。

二、硫酸钠冷冻结晶提纯工艺流程

1.预处理：硫酸钠溶液先经过预冷，降低温度，为后续冷冻结晶创造条件。

2.冷冻结晶：预冷后的溶液进入冷冻结晶器，利用低温冷冻水作为冷源，使溶液中的硫酸钠达到饱和并以芒硝形式结晶析出。结晶器通常采用外冷式奥斯陆（OSLO）连续结晶器，可实现连续进料和出料。

3.分离：结晶后的物料通过离心机进行固液分离，得到芒硝晶体和母液。母液可返回系统循环利用或进行后续处理。

4.后续处理：芒硝晶体若需进一步处理，可加热熔融后，采用jyue蒸发器进行蒸发结晶，得到无水硫酸钠，再进行干燥得到元明粉。

三、硫酸钠冷冻结晶提纯设备组成

1.冷冻结晶器：核心设备，采用外冷式OSLO连续结晶器，以低温冷冻水为冷源。当来料量较大且来料温度较高时，可采用两级结晶器，一级结晶器以稍高温度冷水或二级冷冻母液为冷源进行冷却结晶，以获得较好的节能效果。

2.离心机：用于分离结晶后的芒硝晶体和母液。

3.冷冻机组：为冷冻结晶器提供低温冷冻水。

4.其他辅助设备：包括结晶分离罐、母液缓冲罐、冰水储罐、冷冻水储罐等。

四、硫酸钠冷冻结晶提纯技术参数

1.结晶温度：一般为0℃，特殊行业为0~15℃。

2.结晶产物：主要为芒硝（Na₂SO₄·10H₂O），纯度较高。

3.系统处理能力：根据实际需求设计，如联邦制药（内蒙古）有限公司的硫酸钠浓水提纯系统，冷冻结晶器系统包括2套冷冻结晶机组。

五、硫酸钠冷冻结晶提纯设备应用案例

1.氢氧化锂生产：在氢氧化锂的生产中，采用两级连续冷冻结晶工艺，先在510℃下进行一级冷冻结晶，再在1510℃下进行二级冷冻结晶，分离出十水硫酸钠。

2.脱硫废水处理：在脱硫废水零排放处理工艺中，经过纳滤分盐处理后的硫酸钠浓水溶液进入冷冻结晶器，低温结晶后得到硫酸钠晶体（Na₂SO₄·10H₂O），再经离心分离和干燥得到工业产品芒硝。

3.苯并三氮唑生产废水处理：通过冷冻结晶等工艺，回收废水中88%的硫酸钠资源，并获得纯度高达99.68%的十水硫酸钠产品。

六、硫酸钠冷冻结晶提纯设备注意事项

1.杂质影响：溶液中的杂质可能影响结晶过程和产品质量，需进行适当的预处理。

2.母液处理：结晶后的母液需合理处理，避免造成资源浪费和环境污染。

3.能耗控制：合理设计冷冻系统，采用两级结晶器等方式，降低系统的冷源负荷，减少能耗。