第八章 海鹽提取

第八章海鹽的提取海水中化學(xué)物質(zhì)的提取:海水提鎂海水提溴海水提碘海水提鉀海水提鈾及重水海水提鹽海水提鋰§8.1引言一、鹽的分類二、鹽的開(kāi)采、利用史三、國(guó)內(nèi)生產(chǎn)現(xiàn)狀§8.2（海水）鹵水制備工藝一、引言二、自然蒸發(fā)制鹵三、電滲析法制鹵四、鹵水精制§8.3食鹽的化工應(yīng)用海鹽的提取§8.1引言

一、鹽的分類1、依來(lái)源分：海鹽，陸地鹽（井鹽、湖鹽、巖鹽等）2、依用途分：食用鹽與工業(yè)鹽（日本有一千多種食用鹽）3、依據(jù)結(jié)晶形狀和粒徑將鹽分為：大粒鹽（5mm）、造粒鹽（微粒：0.1-0.3，粉末<0.1）、粉粒鹽（0.3-0.45）4、依干燥程度分為：濕鹽、干燥鹽和燒鹽海鹽巖鹽湖鹽井鹽開(kāi)采現(xiàn)代鹽湖礦加工制得的鹽叫作“湖鹽”開(kāi)采地下天然鹵水加工制得的鹽則稱“井鹽”開(kāi)采地下古代巖鹽礦床加工制得的鹽則稱“礦鹽”以海水為原料曬制而得的鹽叫作“海鹽”鹽的水份大部分是作為苦鹵而附著在結(jié)晶表面上，極少一部分作為液泡存在于結(jié)晶內(nèi)。微粒鹽、凝聚鹽和片狀鹽，其水分是在結(jié)晶間空隙中夾帶的苦鹵（苦鹵的主要組份是氯化鎂，易吸水、潮解）。離心機(jī)出來(lái)的鹽是濕鹽；經(jīng)過(guò)干燥機(jī)生產(chǎn)出來(lái)的鹽是干燥鹽；

燒鹽是用2000C以上高溫加熱生成的鹽，鹽表面的苦鹵成分由氯化鎂變?yōu)閴A式氯化鎂，從而具有不溶性和產(chǎn)生防止結(jié)塊的效果，能長(zhǎng)期保持流動(dòng)狀態(tài)。二、鹽的開(kāi)采（生產(chǎn)）與利用史

鹽的生產(chǎn)過(guò)程主要包括：將各種原料（礦物）制成純凈高濃度氯化鈉溶液的鹵水制備過(guò)程；鹵水蒸發(fā)濃縮及氯化鈉結(jié)晶過(guò)程；氯化鈉晶體的分離、干燥和包裝的產(chǎn)品化過(guò)程。對(duì)于海鹽生產(chǎn)，主要影響因素有凈蒸發(fā)量、灘涂面積和底質(zhì)以及海水鹽度等。三、國(guó)內(nèi)生產(chǎn)現(xiàn)狀

我國(guó)鹽資源非常豐富，開(kāi)采歷史悠久?；痉植紶顩r是：東部海鹽，中部及西南部井礦鹽，西北部湖鹽。

海水曬鹽與國(guó)家的海岸線長(zhǎng)度、灘涂面積及氣候條件等有關(guān)，我國(guó)海鹽以北方海鹽區(qū)(含遼寧、河北、天津、山東和江蘇)為主。

海鹽產(chǎn)自沿海地區(qū)，2004年中國(guó)大陸海鹽產(chǎn)量高達(dá)2929.8萬(wàn)t，遠(yuǎn)高于井礦鹽、湖鹽產(chǎn)量，位居第一。其中北方海鹽產(chǎn)量為2479.7t，南方海鹽產(chǎn)量為150.1t，說(shuō)明中國(guó)大陸海鹽生產(chǎn)主要集中在黃海、渤海沿海地區(qū)。

中國(guó)四大海鹽生產(chǎn)基地全部在黃海、渤海沿海地區(qū)，分別是：①河北和天津基地；②山東基地；③遼寧基地；④江蘇基地。

渤海區(qū)域歷來(lái)都是我國(guó)最大的鹽業(yè)生產(chǎn)基地。渤海氯化鈉的濃度較高，常年平均蒸發(fā)量比降水量大1100毫米，再加上強(qiáng)日照、多風(fēng)，有廣闊而密實(shí)的淤泥質(zhì)灘涂，造就了優(yōu)越的曬鹽條件，是我國(guó)發(fā)展海水曬鹽最理想的地區(qū)。在全國(guó)的四大海鹽產(chǎn)區(qū)中，渤海就有遼寧、長(zhǎng)蘆、山東三大鹽區(qū)，其中長(zhǎng)蘆鹽早已馳名中外。渤海區(qū)三大鹽區(qū)：（1）長(zhǎng)蘆鹽區(qū)：長(zhǎng)蘆鹽區(qū)的鹽場(chǎng)主要分布在樂(lè)亭、灤南、唐海、漢沽、塘沽、黃驊、海興等縣區(qū)內(nèi)。其生產(chǎn)規(guī)模（包括鹽田面積、原鹽生產(chǎn)能力和鹽業(yè)產(chǎn)值等）占全國(guó)海鹽的25％～35％。

從長(zhǎng)蘆鹽區(qū)的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀看，天津?yàn)I海的塘沽、漢沽等鹽場(chǎng)擴(kuò)大的余地不大，隨著城鎮(zhèn)、港口工業(yè)的發(fā)展，還有進(jìn)一步縮小的可能，但黃驊、南堡、大清河等鹽場(chǎng)還有相當(dāng)?shù)陌l(fā)展?jié)摿?。渤海區(qū)三大鹽區(qū)：（2）遼東灣鹽區(qū)：復(fù)州灣、營(yíng)口、金州、錦州和旅順5大鹽場(chǎng)（3）萊州灣鹽區(qū)：該區(qū)是山東省海鹽的主要產(chǎn)地，包括煙臺(tái)、濰坊、東營(yíng)、惠民的17個(gè)鹽場(chǎng)，鹽田總面積約400平方公里。單位面積產(chǎn)量高達(dá)73噸／公頃，列北方各海鹽區(qū)單產(chǎn)之首。

井礦鹽資源主要分布在四川、湖北、湖南、河南、安徽、江西、江蘇、云南、陜西等省，2004年井礦鹽產(chǎn)量為1013.8萬(wàn)t，位居第二。井鹽：四川（自貢、樂(lè)山、南充等），江蘇，山東（泰安、東營(yíng)）

井礦鹽生產(chǎn)主要分為采鹵和制鹽兩個(gè)環(huán)節(jié)。不同的礦型采用不同的采鹵方法。提取天然鹵的方法有提撈法、氣舉法、抽油采鹵、深井潛鹵泵、自噴采鹵等方法。

(1)自噴采鹵法是一種完全依靠地下鹵水層自身具備的強(qiáng)大能量，驅(qū)使鹵水在鹵井建成后從各個(gè)方面流向井底，并進(jìn)而舉升到地面的采礦方法。這種方法適用于含鹵層壓力大，并具有自噴能力的地下鹵水礦床。(2)抽油機(jī)采鹵法這種方法的實(shí)質(zhì)是石油工業(yè)工藝的引伸。井下設(shè)備主要為抽油(鹵)桿及抽油(鹵)泵。此法操作簡(jiǎn)單、維修容易，但由于產(chǎn)量小、成本偏高，因此適用于日產(chǎn)量不大的淺井和中深井。要求鹵水中砂、硫化氫含量少。

(3)提撈法井上設(shè)井架(天車)，架頂安裝定滑輪（天滾），用卷?yè)P(yáng)機(jī)、鋼絲繩、汲鹵筒提撈鹵水。此法耗用材料多，生產(chǎn)中易發(fā)生事故，效率低，目前一般已不采用。(4)氣舉法將高壓天然氣或壓縮空氣經(jīng)中心管連續(xù)壓入鹵水中，使在套管環(huán)狀空間內(nèi)形成氣、液混合體，比重因而減小，液面逐漸上升，最后升至井口，由套管出口流出，達(dá)到氣舉采鹵的目的。氣舉井的結(jié)構(gòu)，與巖鹽水溶開(kāi)采的對(duì)流井類似，需另設(shè)天然氣與鹵水分離裝置或空氣壓縮站。

在巖鹽型礦區(qū)大多采用鉆井水溶開(kāi)采方法，有的采用單井對(duì)流法，有的采用雙井水力壓裂法。

1．對(duì)流法

此法是目前國(guó)際國(guó)內(nèi)開(kāi)采巖鹽礦床比較普遍采用的方法之一，機(jī)械化程度較高，成本較低。它利用了巖鹽礦具有溶解于水的特點(diǎn)進(jìn)行開(kāi)采，具體方法是：打一口井到鹽層，下兩層套管，外層套管用油升水泥固好井，從其中一層管注入水，溶解鹽層，由另一根管子把鹵水抽上來(lái)。

2．壓裂法

此法是在地面打兩口鉆井，下入套管，將井管與井壁封固，從一口井壓入高壓水，在鹽層形成通道，溶解鹽層，形成飽和鹵水，由另一口井壓出地面，交付生產(chǎn)。制鹽是在廠區(qū)進(jìn)行的，將蓄鹵池凈化后的鹵水輸入罐中，利用蒸汽加熱，使水分不斷蒸發(fā)。鹵水經(jīng)過(guò)蒸發(fā)后即成為半鹽半水的鹽漿，再經(jīng)離心機(jī)脫水，輸入沸騰床干燥即為成品鹽；如果鹵水含芒硝較多，可采用冷凍母液或熱法提出芒硝；如果鹵水含石膏較多，則提出石膏以保證鹽品質(zhì)量。

湖鹽資源主要分布在四川、西藏、青海、新疆、內(nèi)蒙古、陜西、山西等中西部地區(qū)，以青海鹽湖最為豐富，儲(chǔ)量在3000多億t，2004年湖鹽產(chǎn)量為359.1萬(wàn)t，位居第三。湖鹽：青海格爾木、查卡等，內(nèi)蒙吉蘭泰鹽場(chǎng)等山西運(yùn)城鹽場(chǎng)(硫酸鹽型)

湖鹽生產(chǎn)成本較為低廉，但我國(guó)西北地區(qū)經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后，對(duì)鹽的需求也較低，遠(yuǎn)距離運(yùn)輸一直是制約其發(fā)展的瓶頸。

湖鹽分為原生鹽和再生鹽，主要采用采掘法或?yàn)穹?。采掘而言，有些湖?jīng)過(guò)長(zhǎng)期蒸發(fā)，氯化鈉沉淀湖底，不需經(jīng)過(guò)加工即可直接撈取。如柴達(dá)木盆地的鹽湖，歷經(jīng)數(shù)千萬(wàn)年變化；形成了干湖，其鹽露于表面。各地目前以采鹽機(jī)或采鹽船進(jìn)行生產(chǎn)，它的工藝流程大致是：剝離覆蓋物——采鹽——管道輸送(或汽車輸送)——洗滌、脫水一皮帶機(jī)輸送一成品鹽。至于灘曬法與海鹽生產(chǎn)工藝相類似。

§8.2（海水）鹵水制備工藝

一、引言二、自然蒸發(fā)制鹵三、電滲析法制鹵四、鹵水精制一、引言

1.以海水為原料生產(chǎn)精制鹽（氯化鈉含量大于95%）海水蒸發(fā)濃縮基本數(shù)據(jù)：(1)海水，比重：3oBe’(波美度)，1.027g/ml，總含鹽量：35g/kg,其中氯化鈉含量：27g/kg(2)飽和鹵水（海水濃縮到氯化鈉飽和時(shí)），比重：29oBe’(波美度)，1.21g/ml總含鹽量：295g/kg,其中氯化鈉含量：211g/kg2.海水濃縮生產(chǎn)精制鹽的主要途徑

（1）灘曬法：海水自然蒸發(fā)，得到飽和鹵，凈化，蒸發(fā)結(jié)晶制鹽；或飽和鹵進(jìn)一步灘曬蒸發(fā)得到原鹽，原鹽溶解凈化，蒸發(fā)結(jié)晶制鹽。（2）電滲析法：海水凈化，電滲析濃縮，得到純凈的濃氯化鈉溶液（193克氯化鈉/升），蒸發(fā)結(jié)晶制鹽。（3）海水淡化副產(chǎn)的濃縮海水為原料，經(jīng)過(guò)灘曬法或電滲析法制鹽。二、自然蒸發(fā)制鹵

1定義：以灘田日曬的方式，借助太陽(yáng)能和風(fēng)力的作用，將海水中的水分自然蒸發(fā)擴(kuò)散到空氣中，使海水的濃度提高到氯化鈉飽和。自然蒸發(fā)是在低于液體沸點(diǎn)下，在液體表面進(jìn)行的汽化過(guò)程。蒸發(fā)面積和蒸發(fā)速率決定了制鹵生產(chǎn)能力。蒸發(fā)速率主要由氣象條件決定。2自然蒸發(fā)制鹵生產(chǎn)流程

（1）納潮揚(yáng)水是生產(chǎn)原鹽的原料提取過(guò)程。海水是鹽業(yè)生產(chǎn)的原料，為確保生產(chǎn)的正常進(jìn)行，必須千方百計(jì)地保證原料的供應(yīng)。目前，采用的納潮方式有兩種，一是自然納潮，二是動(dòng)力納潮。自然納潮是在漲潮時(shí)讓海水沿引潮溝自然流入；動(dòng)力納潮一般采用軸流泵將海水引入，其特點(diǎn)是不受自然條件限制。2自然蒸發(fā)制鹵生產(chǎn)流程

（2）漲潮時(shí)，將海水引入（或抽入）蓄水池，然后送往各蒸發(fā)池（鹽田），以太陽(yáng)能和風(fēng)為動(dòng)力，蒸發(fā)至“食鹽”點(diǎn)，接近19.7波美度（1.19g/ml）,此時(shí)的食鹽水就是鹵水，這時(shí)海水中的全部氫氧化鐵及碳酸鈣和部分硫酸鈣就會(huì)結(jié)晶沉淀出來(lái)（鹽石膏），海水體積已減少90%。

（3）將鹵水轉(zhuǎn)移到結(jié)晶池中，進(jìn)一步蒸發(fā)至29波美度（1.21g/ml）（飽和鹵水），氯化鈉結(jié)晶開(kāi)始析出，并沉積在結(jié)晶池的底部；隨著濃縮結(jié)晶，不斷補(bǔ)充新鹵，維持結(jié)晶池中鹵水一定深度。

（4）析出氯化鈉以后，鹵水中氯化鈉含量減少，雜質(zhì)含量增多，比重增加。濃縮的實(shí)際限度是29波美度，這時(shí)，鎂鹽濃度很高，海水蒸發(fā)的速率顯著地變慢。高過(guò)30波美度(1.29g/ml)以上，就有鎂鹽結(jié)晶的可能；這時(shí)，為了避免帶出雜質(zhì)過(guò)多，就將撤出這些高濃度的鹵水，另?yè)Q新鹵曬制。

（5）30波美度的鹵水叫苦鹵（大部分鹽已經(jīng)結(jié)晶析出），它含有幾乎全部的鎂鹽和鉀鹽。苦鹵的成分（大約）：NaCl,130g/l;KCl,24g/l;MgSO4,70g/l;MgCl2,140g/l。這些苦鹵經(jīng)過(guò)處理，可以回收溴、鉀鹽、鎂鹽和芒硝。通常首先提溴和鉀鹽（氯化鉀），提溴和鉀鹽后的苦鹵叫老鹵。（9）氯化鈉結(jié)晶定期采撈，堆垛貯存，集中外運(yùn)。如此制得的食鹽，稱為原鹽或粗鹽，所含雜質(zhì)較多，為滿足食用及工業(yè)部門使用的需要，原鹽常需經(jīng)粉碎、洗滌或溶解再結(jié)晶的加工過(guò)程，制成高質(zhì)量的洗滌鹽或再制鹽。生產(chǎn)上控制每個(gè)蒸發(fā)池的鹵水濃度基本一定，鹵水在每個(gè)池中停留的時(shí)間一定，從而形成連續(xù)穩(wěn)定的生產(chǎn)。

飽和鹵水被儲(chǔ)存在“保鹵井”（比一般蒸發(fā)池深的蒸發(fā)池），減少因降水造成的鹵水濃度降低。

建立鹽田的條件：凡濱海地區(qū)，地勢(shì)平坦、土質(zhì)堅(jiān)實(shí)、氣候干燥、蒸發(fā)量超過(guò)降雨量者，均可開(kāi)辟鹽田，進(jìn)行日曬制鹽。日曬制鹽的缺點(diǎn)，深受氣象條件影響，占地面積大，生產(chǎn)速度慢。此法的突出優(yōu)點(diǎn)，免費(fèi)利用太陽(yáng)的熱能，而且生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，所以雖然方法古老，目前仍被海鹽生產(chǎn)國(guó)所普遍采用。（實(shí)際生產(chǎn)需要非常復(fù)雜的計(jì)算）三、電滲析法制鹵

1.電滲析技術(shù)的發(fā)展（1）歷史

電滲析的研究始于上世紀(jì)初的德國(guó)。1952年美國(guó)Ionics公司制成了世界上第一臺(tái)電滲析裝置，用于苦咸水淡化。在上世紀(jì)50年代末，由日本開(kāi)發(fā)的海水濃縮制食鹽的應(yīng)用，雖僅限于日本和科威特等國(guó)，但也是電滲析的一大市場(chǎng)。

我國(guó)的電滲析技術(shù)的研究始于1958年。1995年在成昆鐵路上安裝了第一臺(tái)電滲析法苦咸水淡化裝置。1981年我國(guó)在西沙永興島建成日產(chǎn)200噸飲用水的電滲析海水淡化裝置。幾十年來(lái)，在離子交換膜、隔板、電極等主要部件方面不斷創(chuàng)新，電滲析裝置不斷向定型化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。（2）電滲析技術(shù)的原理

電滲析是一種專門用來(lái)處理溶液中的離子或帶電粒子的膜分離技術(shù)，其原理是在外加直流電場(chǎng)的作用下，以電位差為推動(dòng)力，使溶液中的離子作定向遷移，并利用離子交換膜的選擇透過(guò)性，使帶電離子從水溶液中分離出來(lái)。

電滲析所用的離子交換膜可分為陽(yáng)離子交換膜(簡(jiǎn)稱陽(yáng)膜)和陰離子交換膜(簡(jiǎn)稱陰膜)，其中陽(yáng)膜只允許水中的陽(yáng)離子通過(guò)而阻擋陰離子，陰膜只允許水中的陰離子通過(guò)而阻擋陽(yáng)離子。

離子交換膜陽(yáng)離子交換膜陰離子交換膜特殊離子交換膜強(qiáng)酸型：磺酸型混合型：苯酚磺酸弱酸型：羧酸型、酚型強(qiáng)堿型：季胺型、吡啶季胺型中、弱堿酸型：伯胺型、仲胺型、叔胺型混合型：混合胺型表面涂層膜雙極膜中酸型：磷酸型、膦酸型兩性膜其它膜鑲嵌膜在宏觀形態(tài)上離子交換膜是片狀薄膜，而離子交換樹(shù)脂是顆粒狀的，但微觀結(jié)構(gòu)基本相同。離子交換膜膜的主體特殊離子交換膜高分子骨架結(jié)構(gòu)部分離子交換基團(tuán)（固定荷電基團(tuán)）反離子（對(duì)立離子）溶劑（如水）唐納滲透離子（同名離子）固定部分活動(dòng)部分膜主體的固定部分由體型或線型長(zhǎng)鏈高分子材料組成，在高分子鏈上錨有離子交換基團(tuán)，當(dāng)膜投入水中時(shí)，發(fā)生吸水溶脹，使活性基團(tuán)離解。如磺酸型陽(yáng)膜的活性基團(tuán)—SO3H可以離解為：R-SO3

-—H+季胺型陰膜的活性基團(tuán)—N(CH3)3OH可以離解為：R-CH2N+(CH3)3—OH-產(chǎn)生的H+和OH-進(jìn)入水溶液中，膜上留下一定電荷的固定基團(tuán)，它可吸附溶液中的正離子和負(fù)離子，這些離子是可移動(dòng)的。陽(yáng)膜陰膜惰性電極惰性電極（3）電滲析操作1）在電滲析過(guò)程中，不僅存在反離子(與膜的電荷符號(hào)相反的離子)的遷移過(guò)程，而且還伴隨著同名離子遷移、水的滲透和分解等次要過(guò)程，這些次要過(guò)程對(duì)反離子遷移也有一定的影響。①同名離子遷移同名離子指與膜的固定活性基所帶電荷相同的離子。根據(jù)唐南（Donnan）平衡理論，離子交換膜的選擇透過(guò)性不可能達(dá)到100％，再加上膜外溶液濃度過(guò)高的影響，在陽(yáng)膜中也會(huì)進(jìn)入個(gè)別陰離子，陰膜中也會(huì)進(jìn)入個(gè)別陽(yáng)離子，從而發(fā)生同名離子遷移。②電解質(zhì)的濃差擴(kuò)散也稱為滲析，指電解質(zhì)離子透過(guò)膜的現(xiàn)象。由于膜兩側(cè)溶液濃度不同，受濃度差的推動(dòng)作用，電解質(zhì)由濃水室向淡水室擴(kuò)散，其擴(kuò)散速度隨兩室濃度差的提高而增加。③水的滲透淡水室的水，由于滲透壓的作用向濃縮室滲透，滲透量隨濃度差的提高而增加。④水的電滲透反離子和同名離子，實(shí)際上都是水合離子，由于離子的水合作用，在反離子和同名離子遷移的同時(shí)，將攜帶一定數(shù)量的水分子遷移。⑤壓差滲漏溶液透過(guò)膜的現(xiàn)象。當(dāng)膜的兩側(cè)存在壓差時(shí)，溶液由壓力大的一側(cè)向壓力小的一側(cè)滲漏。因此在操作中，應(yīng)使膜兩側(cè)壓力趨向平衡，以減小壓差滲漏損失。⑥水的解離也稱為極化。是指在一定電壓作用下，溶液中離子未能及時(shí)補(bǔ)充到膜表面時(shí)，膜表面的水分子解離成H+和OH-的現(xiàn)象。當(dāng)中性的水解離成H+和OH-以后，它們會(huì)透過(guò)膜發(fā)生遷移，從而擾亂濃、淡水流的中性性質(zhì)。這是電滲析裝置的非正常運(yùn)行方式，應(yīng)盡力避免。（2）在實(shí)際操作中，可采取以下措施來(lái)減少濃差極化等因素對(duì)電滲析過(guò)程的影響。①盡可能提高液體流速，以強(qiáng)化溶液主體與膜表面之間的傳質(zhì)，這是減少濃差極化效應(yīng)的重要措施。②膜的尺寸不宜過(guò)大，以使溶液在整個(gè)膜表面上能夠均勻流動(dòng)。一般來(lái)說(shuō)，膜的尺寸越大，就越難達(dá)到均勻的流動(dòng)。③采取較小的膜間距，以減小電阻。④采用清洗沉淀或互換電極等措施，以消除離子交換膜上的沉淀。⑤適當(dāng)提高操作溫度，以提高擴(kuò)散系數(shù)。⑥嚴(yán)格控制操作電流，使其低于極限電流密度。(4)電滲析在工業(yè)中的應(yīng)用

電滲析技術(shù)目前已是一種相當(dāng)成熟的膜分離技術(shù)，主要用途用是苦咸水淡化、生產(chǎn)飲用水、濃縮海水制鹽、從體系中脫除電解質(zhì)，還可用于重金屬污水處理，食品工業(yè)牛乳的脫鹽、果汁的去酸及食品添加劑的制備以及制取維生素C等。目前，電滲析以其能量消耗低，裝置設(shè)計(jì)與系統(tǒng)應(yīng)用靈活，操作維修方便，工藝過(guò)程潔凈、無(wú)污染，原水回收率高，裝置使用壽命長(zhǎng)等明顯優(yōu)勢(shì)而被越來(lái)越廣泛地用于食品、醫(yī)藥、化工、工業(yè)及城市廢水處理等領(lǐng)域。

2電滲析法制濃鹽水（1）流程1）工業(yè)應(yīng)用中的制鹽工藝都是直接取用海水；2）海水經(jīng)殺菌、除藻、降低濁度三級(jí)預(yù)處理后進(jìn)入電滲析器濃縮；3）濃水再經(jīng)蒸發(fā)、干燥制成食鹽。工場(chǎng)自備鍋爐，供渦輪發(fā)電機(jī)和蒸發(fā)罐蒸汽，電力供電滲析裝置運(yùn)轉(zhuǎn)，電滲析膜堆和蒸發(fā)罐都是多級(jí)串聯(lián)。（2）濃縮裝置為減少占地面積節(jié)省設(shè)備造價(jià)，采用多膜對(duì)壓濾型電滲析器。(3)濃縮制鹽的技術(shù)要求1)濃縮用膜的性能要求

國(guó)外專用海水濃縮制鹽的1-1價(jià)離子交換膜，即只允許1價(jià)陽(yáng)離子選擇透過(guò)的陽(yáng)膜和只允許1價(jià)陰離子選擇透過(guò)的陰膜配伍，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。其是在朝向脫鹽隔室的陽(yáng)膜面和陰膜面分別涂著與膜固定基團(tuán)相反電荷的高分子材料，形成對(duì)多價(jià)反離子較強(qiáng)的靜電排斥作用，以阻止多價(jià)離子通過(guò)膜。

2）電極提高操作電流密度可以得到更高的濃水濃度，同樣陽(yáng)極氧化腐蝕也更為劇烈，脫鹽常用的電極難負(fù)其重，采用耐腐蝕材料并輔以增加電極的表面積解決這一問(wèn)題。國(guó)外常用鉑或鈦鍍鉑材料做陽(yáng)極，不銹鋼做陰極。

3）隔板初期電滲析濃室隔板厚1mm，淡室隔板厚2mm，淡水室的過(guò)水流量是濃水室的4倍，為加速濃室的濃縮速率、降低膜堆電壓，在研發(fā)過(guò)程中逐漸減小隔板厚度。目前應(yīng)用的濃縮制鹽電滲析器，濃室隔板厚0.5mm，淡室隔板0.75mm。這對(duì)海水預(yù)處理提出了更的要求。四、鹵水精制

1,鹵水中雜質(zhì)的種類與危害（1）不溶性雜質(zhì)，粗、細(xì)、渾濁液（2）化學(xué)雜質(zhì)，二價(jià)及三價(jià)離子（鹽）2，鹵水中化學(xué)雜質(zhì)的去除（1）鈣離子（加碳酸鈉）（2）鎂離子和鐵離子（加燒堿）（3）鋇離子（地下鹵水中，硫酸鈉）（4）硫酸根（石灰水，氯化鋇）粗鹽中雜質(zhì)的去除1溶解2過(guò)濾3除去可溶性雜質(zhì)4過(guò)濾5調(diào)節(jié)pH值9蒸發(fā)結(jié)晶除雜除雜原則不引入新的雜質(zhì)。不增不消耗被提純的物質(zhì)不減雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為沉淀、氣體等，易分離出去易分粗鹽水（Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-）過(guò)量BaCl2Ba2++SO42-=BaSO4Ca2+、Mg2+、Fe3+、Ba2+BaSO4Ca2++CO32-=CaCO3Ba2++CO32-=BaCO3CaCO3BaCO3過(guò)量Na2CO3Mg2+、Fe3+、CO32-Mg2++2OH-=Mg(OH)2Fe3++3OH-=Fe(OH)3過(guò)量NaOHFe(OH)3Mg(OH)2OH-、CO32-精制食鹽水HCl,調(diào)節(jié)pH2NaCl+2H2O電解H2(g)+Cl2(g)+2NaOH§8.3食鹽的化工應(yīng)用（1）海水制鹽——生產(chǎn)NaCl（2）NaCl的水溶液制NaOH、Cl2、H2

（3）制金屬Na（4）制Na2CO3NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl2NaHCO3====

Na2CO3+CO2↑+H2O↑△

2NaCl（熔融）電解2Na+Cl2§8.3食鹽的化工應(yīng)用

我國(guó)鹽化工用鹽占73%，食用鹽占19%，其它用鹽占11%。鹽化工是我國(guó)制鹽工業(yè)發(fā)展的決定因素。我國(guó)以鹽為原料的鹽化工產(chǎn)業(yè)，主要是純堿和氯堿兩大行業(yè)(俗稱“兩堿”)。近年來(lái)，氯酸鈉和金屬鈉也發(fā)展較快，但這兩種下游產(chǎn)品的鹽的消耗較低，不足總消費(fèi)量的1%，對(duì)全行業(yè)的供需平衡影響較小?！皟蓧A”的發(fā)展拉動(dòng)了鹽業(yè)的發(fā)展，我國(guó)已形成以純堿和氯堿為龍頭，下游產(chǎn)品開(kāi)發(fā)并存的鹽化工產(chǎn)業(yè)格局。

食鹽氯堿工業(yè)飽和食鹽水氫氣氯氣氫氧化鈉鹽酸漂白劑冶煉金屬等合成農(nóng)藥等造紙、玻璃、肥皂、紡織等

以食鹽為原料制取NaOH、Cl2、H2，再進(jìn)一步生產(chǎn)一系列的化工產(chǎn)品的工業(yè)。（1）電解飽和食鹽水反應(yīng)原理

陰極：陽(yáng)極：總反應(yīng)：2H++2e-=H2↑2Cl--2e-=Cl2↑2H2O+2Cl-=H2↑

+Cl2↑

+2OH-

電解2H2O+2NaCl=H2↑

+Cl2↑

+2NaOH電解－+Cl2Cl2Cl—H2Na+H+OH—淡鹽水NaOH溶液精制飽和NaCl溶液H2O（含少量NaOH）離子交換膜陽(yáng)極金屬鈦網(wǎng)陰極碳鋼網(wǎng)(2)離子交換膜法1、生產(chǎn)設(shè)備名稱：離子交換膜電解槽陽(yáng)極：金屬鈦網(wǎng)(涂鈦釕氧化物)陰極：碳鋼網(wǎng)(有鎳涂層)陽(yáng)離子交換膜：只允許陽(yáng)離子通過(guò)，把電解槽隔成陰極室和陽(yáng)極室。2、離子交換膜的作用：(1)防止氯氣和氫氣混合而引起爆炸(2)避免氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉影響氫氧化鈉的產(chǎn)量(3)生產(chǎn)流程

氯氣是氯堿行業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品，也是重要的基本化工原料，廣泛應(yīng)用于輕紡、醫(yī)藥、化工、建材、電子、機(jī)械、造紙等行業(yè)。氯氣及其衍生物是氯堿企業(yè)的獲利源泉。因此，各氯堿企業(yè)都盡最大限度加長(zhǎng)氯產(chǎn)品的加工鏈，爭(zhēng)取利潤(rùn)最大化。

目前我國(guó)擁有氯產(chǎn)品200余種，主要品種70多個(gè)。無(wú)機(jī)氯產(chǎn)品主要有液氯、鹽酸、氯化鋇、氯磺酸、漂粉精、次氯酸鈉、三氯化鐵、三氯化鋁等10余個(gè)品種；氯產(chǎn)品行業(yè)特點(diǎn)

有機(jī)氯產(chǎn)品以PVC(聚氯乙烯)為主，其他主導(dǎo)產(chǎn)品還有環(huán)氧化合物(環(huán)氧氯丙烷、環(huán)氧丙烷)、光氣系列產(chǎn)品(TDI(甲苯二異氰酸酯)、MDI(二苯基甲烷二異氰酸酯)、聚碳酸酯、甲烷氯化物、含氯中間體(氯苯和硝基氯苯、氯乙酸、氯化芐、氯乙酰氯、氯化亞砜)等；另外還有20余種農(nóng)藥產(chǎn)品。

耗氯產(chǎn)品除PVC有較大的市場(chǎng)需求，可以配套建設(shè)大規(guī)模的生產(chǎn)裝置外，其他氯下游產(chǎn)品多屬于精細(xì)化工產(chǎn)品，單套裝置規(guī)模有限，但技術(shù)含量和附加值高，也是我國(guó)的氯堿行業(yè)的薄弱環(huán)節(jié)。

近5年，我國(guó)燒堿產(chǎn)能翻了一番，2007年增長(zhǎng)速度達(dá)到22%，總能力達(dá)到1900萬(wàn)t／a，燒堿產(chǎn)量1759萬(wàn)t。出口量也快速增加。經(jīng)過(guò)幾年的快速發(fā)展，2007年我國(guó)燒堿產(chǎn)能及消費(fèi)量已經(jīng)超過(guò)純堿，成為第一大鹽化工行業(yè)。燒堿行業(yè)現(xiàn)狀

燒堿下游用戶相對(duì)比較分散，化工原料、造紙、紡織為最大的三個(gè)下游行業(yè)，近幾年的快速發(fā)展促進(jìn)了燒堿的產(chǎn)銷平衡。2009年燒堿下游消費(fèi)結(jié)構(gòu)如圖食鹽金屬鈉(1)鈉的制備

鈉的熔點(diǎn)是97.81℃，沸點(diǎn)是882.9℃，氯化鈉的熔點(diǎn)是800.1℃，沸點(diǎn)是1495℃，一般是把氯化鈉加熱到900℃左右，這樣，氯化鈉就完全是液體了，而通電后，生成的氯氣在此條件下密度較小，所以就飄在熔爐的上層而生成的鈉也是以氣體的形式存在，但密度較大，所以飄在下層。而且兩種氣體相接的地方是一接觸就會(huì)反應(yīng)，生成氯化鈉的小液滴，小液滴越來(lái)越多，最后就把兩種氣體完全隔開(kāi)了。在把兩種氣體分別抽出，再凈化、冷卻，就可以得到較純的氯氣和金屬鈉。

一般用熔融溫度約為580℃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％氯化鈉和60％氯化鈣的低共熔物(即兩種或兩種以上物質(zhì)形成的熔點(diǎn)最低的混合物)，降低了電解時(shí)所需的溫度，從而也減低了鈉的蒸氣壓。

電解時(shí)，氯氣在陽(yáng)極放出，當(dāng)電流通過(guò)熔鹽時(shí)，金屬鈉和金屬鈣同時(shí)被還原出來(lái)，浮在陰極上方的熔鹽上面，從管道溢出。把熔融的金屬混合物冷卻到(105～110)℃，金屬鈣成晶體析出，經(jīng)過(guò)濾就可以把金屬鈉跟金屬鈣分離。(2)鈉的用途1.制備Na2O2；2.制備鈉和鉀的合金作原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑；3.制作高壓鈉燈；

4.作還原劑制取某些稀有金屬。

如：TiCl4(熔融)+4Na==4NaCl+Ti

高溫食鹽純堿行業(yè)我國(guó)純堿供求關(guān)系

近年來(lái)，我國(guó)純堿產(chǎn)能保持10%以上的增長(zhǎng)速度，2007年產(chǎn)量1724萬(wàn)t，約占世界總產(chǎn)量的35%，是名副其實(shí)的世界第一純堿生產(chǎn)大國(guó)。出口穩(wěn)定在170萬(wàn)~180萬(wàn)t，進(jìn)口穩(wěn)定在10萬(wàn)t左右。

我國(guó)純堿工藝特點(diǎn)

現(xiàn)有純堿生產(chǎn)企業(yè)約50家。其中，前10家企業(yè)的產(chǎn)能占55%左右，因此，我國(guó)純堿行業(yè)的集中度較高。

國(guó)外主要有兩種生產(chǎn)工藝，美國(guó)主要是天然堿，歐洲等國(guó)家地區(qū)主要采用氨堿工藝。我國(guó)除以上2種方法外，還有自己開(kāi)發(fā)的聯(lián)堿工藝，其中氨堿法占52%，聯(lián)堿法占40%，天然堿法占8%。

天然堿生產(chǎn)成本低廉，但我國(guó)資源有限，主要集中在河南南陽(yáng)地區(qū)。

純堿工業(yè)的發(fā)展仍靠合成堿支撐。氨堿和聯(lián)堿兩種工藝各有優(yōu)勢(shì)。氨堿工藝的特點(diǎn)是規(guī)模較大，新建裝置需要達(dá)到100萬(wàn)t／a以上，消耗150萬(wàn)t／a的鹽(可以鹵水為原料)和130萬(wàn)t／a的石灰石以及90萬(wàn)t／a動(dòng)力煤，排出折固100萬(wàn)t／a的氯化鈣廢液約]000萬(wàn)m3。

因此，氨堿項(xiàng)目需要較好的資源供應(yīng)和運(yùn)輸條件以及較大的環(huán)境容量，在我國(guó)比較適合于海邊以及西北部地區(qū)建設(shè)。此外，要積極開(kāi)拓氯化鈣的市場(chǎng)，使氨堿工藝也成為“雙噸”聯(lián)產(chǎn)，不但可