兑卤 比对兑卤 过程相关生产指标影响的相图分析及计算

兑卤比对兑卤过程相关生产指标影响的 相图 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 及计算 李建国 ,李长顺 (青海大学盐湖系 ,青海 西宁 　810016) 　　摘 　要 : 　盐湖兑卤生产光卤石 (Car)时 ,兑卤比往往会对兑卤固相物中的 NaCl含量、 Car的产率和 Car的单产等生产指标产生影响。文章借助由“计算机 ”准确做出的相图 ,通过 对相图进行分析及计算 ,寻找出了有利于兑卤固相物生产的适宜兑卤比。 关键词 : 　盐湖 ;兑卤比 ;光卤石 ;相图分析及计算 中图分类号 : TQ015. 3　文献标识码 : A　文章编号 : 1673 - 6850 (2007) 03 - 0004 - 03 The Phase Diagram Analysis and Calculation of the Relative Production Index Influence ofMixing Brine Ratio on Mixing Brine Process L I J ian2guo, L I Chang2shun ( The Department of Salt Lake, Q inghai University, Xining Q inghai 810016, China) Abstract:　During carnallite was p roduced by m ixing brine in the salt lakes,m ixing brine ratio frequently influenced the p roduction index in the solid p roduced by m ixing brine, including the p ro2 ductivity of carnallite, per unit yield of carnallite and content of sodium chloride and so on. U sing ac2 curate phase diagram p lotted by computer, the suitable m ixing brine ratio was found by the phase di2 agram analysis and calculation. Key words:　salt lake; m ixing brine ratio; carnallite; the phase diagram analysis and calcula2 tion 收稿日期 : 2007 - 02 - 28 作者简介 :李建国 (1963 - ) ,男 ,汉族 ,四川省人 ,副教授 ,主要从事盐化工教学和研究工作。 1　前言 目前 ,察尔汗盐湖地区以卤水为原料生产氯化 钾的方法主要有“冷分解 —浮选法 ”、“反浮选 —冷 结晶法 ”、“兑卤 —冷结晶法 ”三种。而“兑卤 —冷结 晶法 ”因没有盐田晒矿环节 ,直接使用经盐田调整 后的浮选厂分解液 ( E卤 )与排放的老卤 ( F卤 )混 合来生产 Car,与其它二种生产工艺相比 ,其工艺成 本低 ,生产出的产品质量高 ,杂质少 ,颗粒大 ,其售价 和利润皆高于前两种工艺 ,因此从理论上研究相图 对“兑卤 —冷结晶法 ”生产氯化钾具有重要意义。 用“兑卤 —冷结晶法 ”生产氯化钾工艺 ,主要是 对兑卤所产生的“兑卤固相物 ”进行“冷结晶 ”来生 产氯化钾。而在“冷结晶 ”时 ,一般要求“兑卤固相 物”中杂质 NaCl的质量含量低于 6. 000% ,此“兑卤 固相物 ”又称作“低钠光卤石 ”。 由于在实际生产中 ,我们不仅希望对生产过程 进行预测、判断和评估 ,而且更希望当生产工艺条件 波动变化时 ,会对变化的工艺条件及时提出应对方 法。在兑卤时 , E卤与 F卤的温度以及组成有时会 发生变化 ,为了满足低钠光卤石中的生产指标诸如 Car的产率、单位质量原料卤光卤石的产量 (即 Car 的单产 )均要高 ,那么对兑卤的比例也应该及时相 应地进行调整。要调整兑卤比例 ,就需要运用相图 理论来对“兑卤 ”过程进行分析和计算 ,以便得出工 艺条件变化后的兑卤比例。本文是 25℃下 ,对一定 组成的 E卤与 F卤“兑卤 ”过程在不同兑卤比下 ,运 4 盐业与化工 　　　　　　　　　　　　　第 36卷第 3期 　 用“计算机”准确地画出相图 ,且对其进行分析及计 算 ,得出了适宜的兑卤比 ,旨在对其它温度和 E卤 与 F卤组成下得出适宜的兑卤比起到借鉴作用 ,以 便有利于低钠光卤石的生产。 2　相图分析 (25℃) 因为察尔汗盐湖的原卤 (晶间卤水 )大致属于 “Na+ , K+ , Mg2 + ∥Cl- ———H2 O”四元水盐体系 ,显 然我们可用“Na+ , K+ ,Mg2 + ∥Cl- ———H2 O”四元水 盐体系相图 ,对兑卤法制取光卤石过程进行分析。 2. 1　原料 E卤及 F卤 (1) E卤的制备 :将“分解液 ”在盐田中调整至 E点 (对 NaCl、KCl、Car共饱 )。 (2) F卤的制备 : F卤是卤水制取含钠光卤石以后 恰好对 Bis也饱和的老卤 (对 NaCl、Car、B is共饱 )。 E卤及 F卤的组成见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1及表 2。 表 1　E卤组成 成　分 NaCl KCl MgCl2 H2O 总干盐 质量 ( % ) 1. 800 3. 340 25. 860 69. 000 31. 000 干盐 ( g/100g) 5. 806 10. 774 83. 419 222. 581 100. 000 表 2　F卤组成 成　分 NaCl KCl MgCl2 H2O 总干盐 质量 ( % ) 0. 350 0. 110 35. 400 64. 140 35. 860 干盐 ( g/100g) 0. 976 0. 307 98. 717 178. 862 100. 000 2. 2　兑卤比 (指质量兑卤比 ) 兑卤时所选取的兑卤比 [兑卤比以 K表示 , K = W F /WE ( kgF卤 / kgE卤 ) ]如表 3。 表 3　兑卤时所选取的兑卤比 序　号 兑卤比 1 5. 000 2 2. 500 3 1. 500 4 1. 000 5 0. 400 6 0. 200 2. 3　兑卤 按表 3中的兑卤比 ,将 E卤及 F卤在“兑卤器 ” 中分别进行兑卤 ,得系统点为 M (M2 )。 2. 4　相图分析 (见图 1) 从相图上很容易看出 , E ( E′)卤与 F ( F′)卤按 一定比例相兑后的系统点为 M (M2 ) ,此系统点在干 基图中为 M ,在水图中为 M2。系统点 M 落在了干 基图的 Car区 ,且在水图中系统点 M2 处在 M1 (M1 是对 Car和 NaCl共饱和 ,且恰好对 NaCl饱和 )与 M3 (M3 是对 Car、NaCl、B is共饱和 ,且恰好对 B is饱 和 )之间 ,经过相图分析可知 : E卤及 F卤以一定的 比例相兑后 ,可得兑卤固相 S ( S′)及兑卤完成液 L (L′)。很显然 S( S′)是 Car与 NaCl的混合物 ,且其 中 NaCl的质量含量较少。 这里要注意的是 ,固相 S ( S′)及液相 L (L′)是 通过“尝试逼近法 ”确定的。在“计算机 ”上运用“尝 试逼近法 ”很容易且可较准确地找到兑卤固相点 S ( S′)及液相点 L (L′)。 图 1　由盐湖的 E卤及 F卤经兑卤制取光卤石的相图 分析———“Na + , K + ,Mg2 + ∥Cl - —H2O”(25℃)四元 水盐体系相图 3　量的计算 (借助“计算机 ”准确画出的相图 ,进行 有关量的计算 ) 在此运用“杠杆规则法 ”,可以对一定兑卤比下 的诸如兑卤固相质量、兑卤完成液质量、兑卤固相中 NaCl质量含量、以原料卤为基准 Car的产率、单位 质量原料卤所产生 Car质量等生产指标逐一进行计 算 ,计算结果见表 4。 4　做图 依照表 4中的数据 ,以兑卤比 K ( kg /kg)为横坐 标 ,分别以兑卤固相中 NaCl质量含量 ( % ) CS, NaCl、 以原料卤为基准 Car的产率 ( % ) Y原 , Car、以单位质量 原料卤所产生 Car质量 ( kg/kg) W单 , Car为纵坐标作 图 ,见图 2。 5　第 36卷第 3期 　　　　　　　　　　　　　盐业与化工 　 表 4　25℃下有关兑卤生产指标计算列表　 ( E卤及 F卤均为三盐共饱卤 ,计算基准 E卤均取 100. 000kg) 兑卤比 (W F /W E ) E卤及 F卤 KCl 质量 ( kg) 兑卤完成 液质量 ( kg) 兑卤固相 质量 ( kg) 兑卤固相中 NaCl质量 含量 ( % ) 兑卤固相 中 Car质量 ( kg) 原料卤中 KCl 折合 Car 质量 ( kg) 以原料卤为 基准 Car 的产率 ( % ) 单位质量原料 卤所产生 Car质量 ( kg/kg) 5. 000 3. 8900 591. 072 8. 928 5. 597 8. 428300 14. 489597 58. 168 0. 014 2. 500 3. 6150 341. 843 8. 166 4. 878 7. 767663 13. 465268 57. 687 0. 022 1. 500 3. 5050 242. 071 7. 930 4. 448 7. 577274 13. 055537 58. 039 0. 030 1. 000 3. 4500 192. 405 7. 595 4. 099 7. 283681 12. 850671 56. 679 0. 036 0. 400 3. 3840 134. 163 5. 836 3. 709 5. 619543 12. 604832 44. 582 0. 040 0. 200 3. 3620 116. 338 3. 663 3. 271 3. 543183 12. 522886 28. 294 0. 030 图 2　不同兑卤比与 Car生产指标关系图 (25℃) 5　结语 由图 2可以看出 ,在兑卤比 0. 200≤K≤5. 000 的范围内 : (1)当兑卤比 0. 200≤K≤5. 000时 ,兑卤固相 中 NaCl 质量含量 ( % ) 的 CS, NaCl, m in ≈ 3. 271% , CS, NaCl, max≈ 5. 597%。因此 ,在此兑卤比范围内 ,兑 卤固相中 NaCl质量含量 ( % )一直小于 6. 000% ,此 兑卤固相一直为低钠光卤石。 (2)当兑卤比 K≥1. 500,以原料卤为基准 Car 的产率 ( % ) Y原 , Car ,随着兑卤比的增大基本不变 ,其 值几乎为最大值 ,在 1. 500≤K≤5. 000的范围内 , Y原 , Car, max≈ 58. 039%。 (3)当 0. 400≤K≤0. 670时 ,以单位质量原料 卤所产生 Car质量 ( kg/kg)W单 , Car ,随着兑卤比的增 大而基本不变 ,基值几乎为最大值 ,在此范围内 , W单 , Car, max≈ 0. 040kg/kg。 (4)在实际的兑卤生产低钠光卤石时 ,总是希 望以原料卤为基准 Car的产率 ( % ) Y原 , Car和以单位 质量原料卤所产生 Car的质量 ( kg/kg) W单 , Car均要 高一些。若为了兼顾两者 ,由图 2容易看出 ,当兑卤 比 0. 670≤K≤1. 500时 : a. 以原料卤为基准的 Car 产率 ( % ) Y单 , Car随着兑卤比 K的增大而增大 ,此时 51. 895% ≤Y原 , Car ≤58. 039% ; b. 以单位质量原料卤 所产生 Car质量 ( kg/kg) W单 , Car随着兑卤比 K的增 大而减小 ,此时 0. 040≥W单 , Car ≥0. 030。 通过以上分析可知 ,在 25℃以下 ,以 E卤 (对 NaCl、KCl、Car共饱 )与 F卤 (对 NaCl、Car、B is共 饱 )在“兑卤器 ”中进行兑卤 ,为了制得合格的低钠 光卤石 ,且满足低钠光卤石的诸如产率及单位原料 质量产量均要高 ,较适宜的兑卤比范围为 K = 0. 670 ～1. 500。在实际生产中 ,当温度、原料组成变化时 , 均可依照本文介绍的方法进行分析及计算 ,以便确 定出适宜的兑卤比。 表 5　计算结果误差 温度 (℃) 兑卤比 (W F /W E ) E卤质量 ( kg) F卤质量 ( kg) E卤与 F卤 质量之和 ( kg) 兑卤完成液 质量 ( kg) 兑卤固相 质量 ( kg) 兑卤完成液及 兑卤固相质 量之和 ( kg) 兑卤产物 与原料卤质量 的绝对误差 ( kg) 25 5. 000 100. 000 500. 000 600. 000 591. 072 8. 928 600. 000 0. 000 2. 500 100. 000 250. 000 350. 000 341. 843 8. 166 350. 009 0. 009 1. 500 100. 000 150. 000 250. 000 242. 071 7. 930 250. 001 0. 001 1. 000 100. 000 100. 000 200. 000 192. 405 7. 595 200. 000 0. 000 0. 400 100. 000 40. 000 140. 000 134. 163 5. 836 139. 999 - 0. 001 0. 200 100. 000 20. 000 120. 000 116. 338 3. 663 120. 001 0. 001 　　最后 ,在这里要说明的是 ,由于文章版面的限 制 ,图 1只是一个示意相图 ,但本文所有的计算结果 均是借助“计算机 ”做出的精确相图 ,且通过“计算 机 ”进行计算而得来的 ,结果较为可靠 (计算结果误 差见表 5) ,因此本文所介绍的计算方法及计算结 果 ,对盐湖以“兑卤法 ”来生产低钠光卤石具有指导 意义。 (下转第 38页 ) 6 盐业与化工 　　　　　　　　　　　　　第 36卷第 3期 　 发展 ,如果在传质方程中再考虑化学反应项 ,又将极 大地提高理论研究的难度与深度。 (5)伴随研究深度的加大、高精度测量仪器的 不断出现和计算手段的不断提高 ,人们将深刻认识 动态结盐现象背后的物理化学本质 ,从而在理论上 对其作出合理的解释 ,即运用简单、明确的数学关联 式反映这一本质。 [参考文献 ] [ 1 ] 贾卫东 ,杨敏官 ,高波 ,等 1管内绿液输送过程中结盐机理 [ J ] 1 江苏大学学报 (自然科学版 ) , 2005, 26 (6) : 514 - 5171 [ 2 ] Timothy D. 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