芒硝蒸发结晶工艺

芒硝蒸发结晶工艺分两步：先冷冻结晶得到十水硫酸钠（芒硝），再热融蒸发结晶制无水硫酸钠（元明粉）。核心设备为“冷冻结晶器+强制循环蒸发器”，流程与要点如下：

一、冷冻结晶（制芒硝）

1.条件：将含Na₂SO₄80–150g/L的溶液冷却至0–10℃，利用溶解度陡降析出Na₂SO₄·10H₂O；0℃时溶解度仅5g，收率>90%。

2.设备：多采用HFC（HorizonFreezeCrystallizer）或OSLO冷却结晶器，外冷式循环，晶浆从锥底排出，母液溢流返回。

3.关键点：

控制冷却速率1–2℃/min，防“爆发成核”，定期反冲外冷器，防CaSO₄、Mg(OH)₂结垢，离心后芒硝纯度≥98%，游离水<6%。

二、热融蒸发结晶（制无水硫酸钠）

1.热融：芒硝在70–80℃失去结晶水，变成无水Na₂SO₄晶体与近饱和溶液的晶浆。

2.蒸发：晶浆泵入强制循环（FC）三效或xyu蒸发器，常压或微负压下维持料温80–95℃，蒸发水分使Na₂SO₄过饱和并继续长大晶体；蒸发强度12–15kg/m²·h。

3.分离干燥：当固含量达25–30%时放料，经稠厚器+推料离心机脱水，湿料含水≤5%；再经流化床干燥（120℃）得元明粉，白度≥82，满足GB/T6009Ⅱ类合格品。

4.母液循环：离心母液返回蒸发器，杂质富集后少量外排至杂盐干化单元，确保系统Cl⁻、有机物不累积。

三、能耗与防腐

xyu+冷冻联合，吨产品蒸汽消耗<0.35t，电耗≈55kWh/t

与物料接触部位统一采用2205双相钢或304/316L，防止酸性CaCl母液点蚀

四、流程简图

原水→预处理（软化、除碳）→冷却结晶器（0–10℃）→离心得芒硝→热融罐（70–80℃）→强制循环蒸发器→离心→干燥→包装元明粉

母液→杂盐蒸发→干化（危废）

该“冷冻+热融蒸发”组合已在国内煤化工、锂盐、制药高盐废水零排放项目中稳定运行，产品可作为工业级无水硫酸钠外售，实现盐资源化。