精编制作第八章 海盐的提取PPT课件

1、第八章海盐的提取 海水中化学物质的提取 海水提镁 海水提溴 海水提碘 海水提钾 海水提铀及重水 海水提盐 海水提锂 8 1引言一 盐的分类二 盐的开采 利用史三 国内生产现状 8 2 海水 卤水制备工艺一 引言二 自然蒸发制卤三 电渗析法制卤四 卤水精制 8 3食盐的化工应用 海盐的提取 8 1引言 一 盐的分类 1 依来源分 海盐 陆地盐 井盐 湖盐 岩盐等 2 依用途分 食用盐与工业盐 日本有一千多种食用盐 3 依据结晶形状和粒径将盐分为 大粒盐 5mm 造粒盐 微粒 0 1 0 3 粉末 0 1 粉粒盐 0 3 0 45 4 依干燥程度分为 湿盐 干燥盐和烧盐 海盐 岩盐 湖盐 井盐 开采现代盐湖矿加工制得的盐叫作 湖盐 开采地下天然卤水加工制得的盐则称 井盐 开采地下古代岩盐矿床加工制得的盐则称 矿盐 以海水为原料晒制而得的盐叫作 海盐 盐的水份大部分是作为苦卤而附着在结晶表面上 极少一部分作为液泡存在于结晶内 微粒盐 凝聚盐和片状盐 其水分是在结晶间空隙中夹带的苦卤 苦卤的主要组份是氯化镁 易吸水 潮解 离心机出来的盐是湿盐 经过干燥机生产出来的盐是干燥盐 烧盐是用2000C

2、以上高温加热生成的盐 盐表面的苦卤成分由氯化镁变为碱式氯化镁 从而具有不溶性和产生防止结块的效果 能长期保持流动状态 二 盐的开采 生产 与利用史 盐的生产过程主要包括 将各种原料 矿物 制成纯净高浓度氯化钠溶液的卤水制备过程 卤水蒸发浓缩及氯化钠结晶过程 氯化钠晶体的分离 干燥和包装的产品化过程 对于海盐生产 主要影响因素有净蒸发量 滩涂面积和底质以及海水盐度等 三 国内生产现状 我国盐资源非常丰富 开采历史悠久 基本分布状况是 东部海盐 中部及西南部井矿盐 西北部湖盐 海水晒盐与国家的海岸线长度 滩涂面积及气候条件等有关 我国海盐以北方海盐区 含辽宁 河北 天津 山东和江苏 为主 海盐产自沿海地区 2004年中国大陆海盐产量高达2929 8万t 远高于井矿盐 湖盐产量 位居第一 其中北方海盐产量为2479 7t 南方海盐产量为150 1t 说明中国大陆海盐生产主要集中在黄海 渤海沿海地区 中国四大海盐生产基地全部在黄海 渤海沿海地区 分别是 河北和天津基地 山东基地 辽宁基地 江苏基地 渤海区域历来都是我国最大的盐业生产基地 渤海氯化钠的浓度较高 常年平均蒸发量比降水量大1100毫

3、米 再加上强日照 多风 有广阔而密实的淤泥质滩涂 造就了优越的晒盐条件 是我国发展海水晒盐最理想的地区 在全国的四大海盐产区中 渤海就有辽宁 长芦 山东三大盐区 其中长芦盐早已驰名中外 渤海区三大盐区 1 长芦盐区 长芦盐区的盐场主要分布在乐亭 滦南 唐海 汉沽 塘沽 黄骅 海兴等县区内 其生产规模 包括盐田面积 原盐生产能力和盐业产值等 占全国海盐的25 35 从长芦盐区的开发现状看 天津滨海的塘沽 汉沽等盐场扩大的余地不大 随着城镇 港口工业的发展 还有进一步缩小的可能 但黄骅 南堡 大清河等盐场还有相当的发展潜力 渤海区三大盐区 2 辽东湾盐区 复州湾 营口 金州 锦州和旅顺5大盐场 3 莱州湾盐区 该区是山东省海盐的主要产地 包括烟台 潍坊 东营 惠民的17个盐场 盐田总面积约400平方公里 单位面积产量高达73吨 公顷 列北方各海盐区单产之首 井矿盐资源主要分布在四川 湖北 湖南 河南 安徽 江西 江苏 云南 陕西等省 2004年井矿盐产量为1013 8万t 位居第二 井盐 四川 自贡 乐山 南充等 江苏 山东 泰安 东营 井矿盐生产主要分为采卤和制盐两个环节 不同的矿型采用

4、不同的采卤方法 提取天然卤的方法有提捞法 气举法 抽油采卤 深井潜卤泵 自喷采卤等方法 1 自喷采卤法是一种完全依靠地下卤水层自身具备的强大能量 驱使卤水在卤井建成后从各个方面流向井底 并进而举升到地面的采矿方法 这种方法适用于含卤层压力大 并具有自喷能力的地下卤水矿床 2 抽油机采卤法这种方法的实质是石油工业工艺的引伸 井下设备主要为抽油 卤 杆及抽油 卤 泵 此法操作简单 维修容易 但由于产量小 成本偏高 因此适用于日产量不大的浅井和中深井 要求卤水中砂 硫化氢含量少 3 提捞法井上设井架 天车 架顶安装定滑轮 天滚 用卷扬机 钢丝绳 汲卤筒提捞卤水 此法耗用材料多 生产中易发生事故 效率低 目前一般已不采用 4 气举法将高压天然气或压缩空气经中心管连续压入卤水中 使在套管环状空间内形成气 液混合体 比重因而减小 液面逐渐上升 最后升至井口 由套管出口流出 达到气举采卤的目的 气举井的结构 与岩盐水溶开采的对流井类似 需另设天然气与卤水分离装置或空气压缩站 在岩盐型矿区大多采用钻井水溶开采方法 有的采用单井对流法 有的采用双井水力压裂法 1 对流法此法是目前国际国内开采岩盐矿床比较

5、普遍采用的方法之一 机械化程度较高 成本较低 它利用了岩盐矿具有溶解于水的特点进行开采 具体方法是 打一口井到盐层 下两层套管 外层套管用油升水泥固好井 从其中一层管注入水 溶解盐层 由另一根管子把卤水抽上来 2 压裂法此法是在地面打两口钻井 下入套管 将井管与井壁封固 从一口井压入高压水 在盐层形成通道 溶解盐层 形成饱和卤水 由另一口井压出地面 交付生产 制盐是在厂区进行的 将蓄卤池净化后的卤水输入罐中 利用蒸汽加热 使水分不断蒸发 卤水经过蒸发后即成为半盐半水的盐浆 再经离心机脱水 输入沸腾床干燥即为成品盐 如果卤水含芒硝较多 可采用冷冻母液或热法提出芒硝 如果卤水含石膏较多 则提出石膏以保证盐品质量 湖盐资源主要分布在四川 西藏 青海 新疆 内蒙古 陕西 山西等中西部地区 以青海盐湖最为丰富 储量在3000多亿t 2004年湖盐产量为359 1万t 位居第三 湖盐 青海格尔木 查卡等 内蒙吉兰泰盐场等山西运城盐场 硫酸盐型 湖盐生产成本较为低廉 但我国西北地区经济相对落后 对盐的需求也较低 远距离运输一直是制约其发展的瓶颈 湖盐分为原生盐和再生盐 主要采用采掘法或滩晒法 采掘而

6、言 有些湖经过长期蒸发 氯化钠沉淀湖底 不需经过加工即可直接捞取 如柴达木盆地的盐湖 历经数千万年变化 形成了干湖 其盐露于表面 各地目前以采盐机或采盐船进行生产 它的工艺流程大致是 剥离覆盖物 采盐 管道输送 或汽车输送 洗涤 脱水一皮带机输送一成品盐 至于滩晒法与海盐生产工艺相类似 8 2 海水 卤水制备工艺 一 引言二 自然蒸发制卤三 电渗析法制卤四 卤水精制 一 引言 1 以海水为原料生产精制盐 氯化钠含量大于95 海水蒸发浓缩基本数据 1 海水 比重 3oBe 波美度 1 027g ml 总含盐量 35g kg 其中氯化钠含量 27g kg 2 饱和卤水 海水浓缩到氯化钠饱和时 比重 29oBe 波美度 1 21g ml总含盐量 295g kg 其中氯化钠含量 211g kg 2 海水浓缩生产精制盐的主要途径 1 滩晒法 海水自然蒸发 得到饱和卤 净化 蒸发结晶制盐 或饱和卤进一步滩晒蒸发得到原盐 原盐溶解净化 蒸发结晶制盐 2 电渗析法 海水净化 电渗析浓缩 得到纯净的浓氯化钠溶液 193克氯化钠 升 蒸发结晶制盐 3 海水淡化副产的浓缩海水为原料 经过滩晒法或电渗析法制盐

7、 二 自然蒸发制卤 1定义 以滩田日晒的方式 借助太阳能和风力的作用 将海水中的水分自然蒸发扩散到空气中 使海水的浓度提高到氯化钠饱和 自然蒸发是在低于液体沸点下 在液体表面进行的汽化过程 蒸发面积和蒸发速率决定了制卤生产能力 蒸发速率主要由气象条件决定 2自然蒸发制卤生产流程 1 纳潮扬水是生产原盐的原料提取过程 海水是盐业生产的原料 为确保生产的正常进行 必须千方百计地保证原料的供应 目前 采用的纳潮方式有两种 一是自然纳潮 二是动力纳潮 自然纳潮是在涨潮时让海水沿引潮沟自然流入 动力纳潮一般采用轴流泵将海水引入 其特点是不受自然条件限制 2自然蒸发制卤生产流程 2 涨潮时 将海水引入 或抽入 蓄水池 然后送往各蒸发池 盐田 以太阳能和风为动力 蒸发至 食盐 点 接近19 7波美度 1 19g ml 此时的食盐水就是卤水 这时海水中的全部氢氧化铁及碳酸钙和部分硫酸钙就会结晶沉淀出来 盐石膏 海水体积已减少90 3 将卤水转移到结晶池中 进一步蒸发至29波美度 1 21g ml 饱和卤水 氯化钠结晶开始析出 并沉积在结晶池的底部 随着浓缩结晶 不断补充新卤 维持结晶池中卤水一定深度

8、4 析出氯化钠以后 卤水中氯化钠含量减少 杂质含量增多 比重增加 浓缩的实际限度是29波美度 这时 镁盐浓度很高 海水蒸发的速率显著地变慢 高过30波美度 1 29g ml 以上 就有镁盐结晶的可能 这时 为了避免带出杂质过多 就将撤出这些高浓度的卤水 另换新卤晒制 5 30波美度的卤水叫苦卤 大部分盐已经结晶析出 它含有几乎全部的镁盐和钾盐 苦卤的成分 大约 NaCl 130g l KCl 24g l MgSO4 70g l MgCl2 140g l 这些苦卤经过处理 可以回收溴 钾盐 镁盐和芒硝 通常首先提溴和钾盐 氯化钾 提溴和钾盐后的苦卤叫老卤 9 氯化钠结晶定期采捞 堆垛贮存 集中外运 如此制得的食盐 称为原盐或粗盐 所含杂质较多 为满足食用及工业部门使用的需要 原盐常需经粉碎 洗涤或溶解再结晶的加工过程 制成高质量的洗涤盐或再制盐 生产上控制每个蒸发池的卤水浓度基本一定 卤水在每个池中停留的时间一定 从而形成连续稳定的生产 饱和卤水被储存在 保卤井 比一般蒸发池深的蒸发池 减少因降水造成的卤水浓度降低 建立盐田的条件 凡滨海地区 地势平坦 土质坚实 气候干燥 蒸发量超过降雨

9、量者 均可开辟盐田 进行日晒制盐 日晒制盐的缺点 深受气象条件影响 占地面积大 生产速度慢 此法的突出优点 免费利用太阳的热能 而且生产设备简单 所以虽然方法古老 目前仍被海盐生产国所普遍采用 实际生产需要非常复杂的计算 三 电渗析法制卤 1 电渗析技术的发展 1 历史电渗析的研究始于上世纪初的德国 1952年美国Ionics公司制成了世界上第一台电渗析装置 用于苦咸水淡化 在上世纪50年代末 由日本开发的海水浓缩制食盐的应用 虽仅限于日本和科威特等国 但也是电渗析的一大市场 我国的电渗析技术的研究始于1958年 1995年在成昆铁路上安装了第一台电渗析法苦咸水淡化装置 1981年我国在西沙永兴岛建成日产200吨饮用水的电渗析海水淡化装置 几十年来 在离子交换膜 隔板 电极等主要部件方面不断创新 电渗析装置不断向定型化 标准化方向发展 2 电渗析技术的原理电渗析是一种专门用来处理溶液中的离子或带电粒子的膜分离技术 其原理是在外加直流电场的作用下 以电位差为推动力 使溶液中的离子作定向迁移 并利用离子交换膜的选择透过性 使带电离子从水溶液中分离出来 电渗析所用的离子交换膜可分为阳离子交换

10、膜 简称阳膜 和阴离子交换膜 简称阴膜 其中阳膜只允许水中的阳离子通过而阻挡阴离子 阴膜只允许水中的阴离子通过而阻挡阳离子 离子交换膜 阳离子交换膜 阴离子交换膜 特殊离子交换膜 强酸型 磺酸型 混合型 苯酚磺酸 弱酸型 羧酸型 酚型 强碱型 季胺型 吡啶季胺型 中 弱碱酸型 伯胺型 仲胺型 叔胺型 混合型 混合胺型 表面涂层膜 双极膜 中酸型 磷酸型 膦酸型 两性膜 其它膜 镶嵌膜 在宏观形态上离子交换膜是片状薄膜 而离子交换树脂是颗粒状的 但微观结构基本相同 离子交换膜 膜的主体 特殊离子交换膜 高分子骨架结构部分 离子交换基团 固定荷电基团 反离子 对立离子 溶剂 如水 唐纳渗透离子 同名离子 固定部分 活动部分 膜主体的固定部分由体型或线型长链高分子材料组成 在高分子链上锚有离子交换基团 当膜投入水中时 发生吸水溶胀 使活性基团离解 如磺酸型阳膜的活性基团 SO3H可以离解为 R SO3 H 季胺型阴膜的活性基团 N CH3 3OH可以离解为 R CH2N CH3 3 OH 产生的H 和OH 进入水溶液中 膜上留下一定电荷的固定基团 它可吸附溶液中的正离子和负离子 这些离子是可

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