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氯化鈉/硫酸鈉廢水分離


廢水中含有氯化鈉和硫酸鈉兩種鹽,如何實現(xiàn)氯化鈉和硫酸鈉的有效分離?
廢水中含有硫酸鈉(Na2SO4)和氯化鈉(NaCl)時,可以通過多種方法實現(xiàn)它們的有效分離。以下是一些常用的分離技術(shù):、一、蒸發(fā)結(jié)晶法
 

一、硫酸鈉及氯化鈉溶液的基本特性

氯化鈉的溶解度如下表:

硫酸鈉的溶解度情況:

從上圖表的情況可知:氯化鈉隨著溶液沸點的升高而溶解度略有增加,但非常平穩(wěn)。硫酸鈉在 33-34 度形成最大的溶解度,在此溫度之前溶解度隨著溫度升后而增加,此溫度之后溶解度隨著溫度升高而減小。
操作步驟:
a. 初步蒸發(fā)濃縮:首先將廢水加熱并進行蒸發(fā)濃縮,隨著水分逐漸蒸發(fā),溶液中鹽的濃度上升。
b. 硫酸鈉的高溫結(jié)晶: 當溶液達到特定高溫時(一般高于氯化鈉飽和溫度),硫酸鈉由于溶解度相對較低,在此時開始結(jié)晶析出??梢酝ㄟ^控制蒸發(fā)溫度和溶液濃度,促使硫酸鈉首先結(jié)晶出來,并通過固液分離(如過濾)得到硫酸鈉晶體。
c.
d. 閃蒸降溫結(jié)晶氯化鈉: 分離出硫酸鈉后的母液繼續(xù)進行閃蒸或降溫處理,這樣在較低溫度條件下,氯化鈉開始結(jié)晶析出,同樣通過固液分離收集氯化鈉晶體。

二、冷凍結(jié)晶法
若廢水在低溫下,硫酸鈉和氯化鈉的溶解度差異更為顯著,可以考慮通過冷凍結(jié)晶,使硫酸鈉優(yōu)先結(jié)晶出來,然后通過固液分離回收。

三、化學(xué)沉淀法
向廢水中加入適量的氯化鋇(BaCl2)溶液,硫酸鈉與氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇(BaSO4)沉淀,通過過濾或沉降分離出硫酸鋇。隨后對濾液進行蒸發(fā)結(jié)晶,得到純凈的氯化鈉。這種方法適用于硫酸鈉與氯化鈉比例適宜且硫酸鈉含量較高的情況,但需要注意硫酸鋇沉淀的妥善處置或資源化利用。

四、 膜法分鹽
膜法分鹽是指利用納濾膜的選擇透過性從而實現(xiàn)溶液中一價鹽和二價鹽有效分離的一種處理工藝。納濾膜在滲透過程中截留率大于 95%的分子直徑約為 1 納米,因而它被命名為“納濾膜”。納濾膜的截留分子量從 200-1000,能使 90%以上的NaCl 透析,適用于脫鹽、脫單糖、濃縮等多種工藝。膜結(jié)構(gòu)絕大多數(shù)是多層疏松結(jié)構(gòu),即使在高鹽度和低壓條件下也具有較高滲透通量,因為無機鹽能通過納濾膜而透析,使得納濾的滲透壓遠比反滲透低,這樣,在保證一定的膜通量的前提下,納濾過程所需的外加壓力比反滲透低得多。而在同等壓力下,納濾的膜通量則比反滲透大得多。此外,納濾能使特種濃縮分離設(shè)備與脫鹽的過程同步進行,所以用納濾代替反滲透,濃縮過程能有效快速地進行,并達到較大的濃縮倍數(shù)。由于具備以上特點,使得納濾膜可以同時進行脫鹽和濃縮,并具有相當快的處理速度。用納濾對不同粒徑的無機鹽進行分離具有常溫?zé)o破壞、低成本、收率高的特點。納濾膜能有效脫除高濃鹽水中的有機物和二價鹽,能使 90%以上的氯化鈉透析,同時富集大量硫酸根的濃液可以采取熱法析硝或冷凍析硝工藝結(jié)晶出高純度的十水硫酸鈉。

五、選擇性溶劑萃取法
使用對硫酸鈉和氯化鈉具有選擇性溶解能力的溶劑,如某些離子液體或有機溶劑,將硫酸鈉優(yōu)先萃取出來,然后再通過反萃取或蒸發(fā)等方式回收氯化鈉。這種方法適用于特定條件下的廢水,需考慮溶劑的選擇、回收以及可能存在的環(huán)境影響。

六、結(jié)晶浮選法
在特定條件下,通過添加適當?shù)谋砻婊钚詣┗蛘{(diào)整 pH 值,使得硫酸鈉和氯化鈉形成不同類型的晶體,其中一種可能具有更好的浮選性能。通過浮選分離,可以將兩者有效分離。這種方法對操作條件和添加劑的選擇要求較高。
實際應(yīng)用中,應(yīng)根據(jù)廢水的具體組成、濃度、處理規(guī)模、經(jīng)濟成本以及環(huán)保要求等因素,選擇或組合上述方法進行硫酸鈉與氯化鈉的有效分離。在設(shè)計分離工藝時,還需考慮副產(chǎn)物的處理、資源化利用以及整個過程的能源效率和環(huán)境影響。

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