芒硝冷冻结晶技术简介

1、芒硝的简介

芒硝，别名十水硫酸钠，也作硭硝，化学式Na2SO4·10H2O。在自然界中，是一种分布很广泛的硫酸盐矿物，盐湖、盐泉和干盐湖是形成芒硝的地方。芒硝的晶体为短柱状或针状，一般这些晶体聚集在一起成块状、纤维团簇状。它们或无色或白色，具有玻璃光泽，入水即化。芒硝在干燥的环境下会失去水分而变成数粉末状，这时就称为无水芒硝。芒硝可以用来提取硫酸铵、硫酸钠、硫酸及硫化钠等化工原料，还是制造洗衣粉的重要原料。

在工业废水中，芒硝也是在其中常见的无机盐，例如煤化工废水、医药生产废水、矿石精炼废水以及电池生产废水等。本文介绍的工艺，就是将高盐废水中的芒硝结晶出来，将高盐废水转为低盐分的生产水再重复利用，从而达到工业废水循环利用及零排放的目的。

2、芒硝冷冻结晶的工艺简介

本工艺采用连续结晶方式，常温或高温溶液连续送入结晶系统，物料通过预冷器将料液冷器至一定温度（如果来料温度过高，可考虑多级换热降温），然后将料液打入冷冻结晶器降低至≤0℃结晶，同时保证其结晶浓度处于对应条件下的介稳区内，保证晶体均匀成长的同时不发生爆发成核现象。物料连续进料连续出料，出料低温晶浆经过滤后得到十水硫酸钠固体，过滤母液对原液进行预冷后再进入冷冻母液池，可回收部分冷能。   结晶系统由结晶器、外挂式冷却器（外冷器）及轴流循环泵组成，同时辅以必要的物料周转泵和槽罐。外冷器同时运行，并可进行无阀切换，停车检修及清理方便。结晶器做保温处理，结晶器多采用316L不锈钢材质，内部没有换热面，可有效抑制结壁现象。 

根据以往经验，芒硝冷却结晶生产过程中在换热面挂壁现象比较突出，为了更好的消弱挂壁影响，本工艺的结晶器选用十水硫酸钠专用新型结晶器。它属于典型的母液循环式结晶器，结晶过程中过饱和度的产生和晶体生长的区域分别设置在结晶器的两处，晶体在结晶器下部形成流化床层，为晶体生长提供了一个良好的条件。

关键点：（1）结晶温度的控制：采用分步冷却工艺，将预冷器先将料液冷却至一定温度后进入结晶器进行冷冻结晶，可有效回收外排母液冷能。

（2）过冷度的控制：冷冻结晶器过冷度为1℃，实际控制在0.5℃左右。

（3）细晶排出设置：为提高芒硝晶体的平均粒度，在结晶器中设计了细晶排出的出口，消除由于过饱和度太大、成核过程中不易控制带来的浮晶。

3、核心设备结晶器结构设计

采用OSLO结晶器的设计理念，设计为十水硫酸钠专用新型结晶器，是一种细晶浆循环式结晶器。结晶器内设计有母液区、沉降区（分级区）、结晶区。

结晶器简图

 4、冷冻结晶工艺流程图