工艺过程

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制盐工业手册》第1692页（2671字）

将制盐母液泵入蒸发器中，蒸发浓缩到沸点为120℃时，相应的溶液浓度为39～41°Bé／90℃，并在蒸发浓缩过程中不断除去析出的氯化钠，然后放入冷却器中冷却到20℃左右，固相经离心脱水后得到人工钾石盐。

人工钾石盐母液再行蒸发浓缩到沸点为128～130℃时，相应的溶液浓度为41．5～44．0°Bé／100℃，然后放入冷却器中冷却到20℃左右，固相经离心脱水后得到人工光卤石。

人工光卤石母液按每1m³加入26L工业盐酸，充分搅拌石静置24h以上，冷至20℃以下，固相经分离脱水后得到硼酸糊。硼酸糊母液供提制碘、溴之用。

将钾石盐、光卤石和硼酸糊按1∶1∶0．2的比例混合，加水洗涤，以除去绝大部分可溶性的钙、镁氯化物等；加水量的重量比分别为钾石盐的10%，光卤石的60%，硼酸糊的10%。洗涤是在洗涤槽中用螺旋搅拌机搅洗20mm，将浆状物经离心脱水后即得洗后混合原料。所得洗液并入人工钾石盐母液制取人工光卤石。

将洗后原料与工艺过程循环的氯化钾母液以及粗硼砂洗液混合，并加入计算量的纯碱，搅拌后泵入加压蒸煮罐内；用压力为255～294kPa的水蒸汽直接加热蒸煮20～30min，其化学反应式如下：

2MgCl₂+2Na₂CO₃+H₂O→(MgOH)₂CO₃↓+4NaCl+CO₂↑

5MgCl₂+5Na₂CO₃+5H₂O→4MgCO₃·Mg(OH)₂·4H₂O↓+10NaCl+CO₂↑

MgCl₂+Na₂CO₃→MgCO₃↓+2NaCl

CaCl₂+Na₂CO₃→CaCO₃↓+2NaCl

CaB₄O₇+Na₂CO₃→CaCO₃↓+Na₂B₄O₇

4H₃BO₃+Na₂CO₃→Na₂B₄O₇+6H₂O+CO₂↑

当含有过量的碳酸钠或有较复杂的硼化合物存在于溶液中时，将会出现偏硼酸钠(NaBO₂)。但在加压的情况下二氧化碳溶于溶液中，其平衡关系为：

Na₂B₄O₇+Na₂CO₃=4NaBO₂+CO₂

从以上各式看出，钙、镁的碳酸盐呈固相从溶液中析出；在加压加热的情况下，不但使化学反应加速完成，同时也可防止偏硼酸钠的形成。加压蒸煮罐一般配有3个同样的设备，每次加料连同加热蒸煮直至出料约需40min。

加热蒸煮完成液借助于蒸汽的压力进入缓冲罐内后，再放进叶片式过滤机的储槽；过滤机的叶片组合连接真空柜抽滤，真空柜由真空泵带动，滤清的料液穿过叶片上的滤布进入真空柜；滤饼吸附在过滤机的叶片上，用起重机提到洗涤滤饼的洗涤台上进行洗涤。由于碳酸钙和碱式碳酸镁等的晶粒极细，进入真空柜的滤液常带有微量碳酸钙和碱式碳酸镁，在生产硼砂时会全部混入，使硼砂中的不溶性杂质增多，影响质量。为了除去这些微量的碳酸钙和碱式碳酸镁，滤液还需进行第二次自然过滤，再放入储料桶，并加入一定数量的淡水，调整料液浓度，使下一工序冷却析出硼砂时，氯化钾不至析出。例如，碱煮滤液中硼钾的含量分别为：总硼酸50～80g／L，氯化钾150～180g／L；在冷却析出硼砂的温度小于20℃的条件下，储料桶淡水加入量，应使料液浓度控制在24～26°Bé为宜。

从加压蒸煮罐放出的碱煮滤液，温度在100℃以上，经过缓冲罐和两次过滤，碱煮滤液的温度可降至70～80℃；先泵入低真空结晶罐内，使料液冷至40～45℃；再转入高真空结晶罐内，料液冷至20℃以下，硼砂即可析出。将经过充分冷却的物料，泵入搅拌桶内、快速搅拌，消除料液中硼砂的过饱和状态，促使硼砂充分析出。然后用离心机脱除母液，并用相当于粗硼砂重量约50%的冷水洗涤。洗后脱水的硼砂，放入箱式干燥器或用红外线干燥器干燥，即得精硼砂成品。粗硼砂洗液返回加碱蒸煮工序，并入洗后混合原料液中，代替部分淡水，并可利用其中的残碱。

精硼砂成品含有10分子结晶水，易风化而失去结晶水。因此无论在干燥或包装时，都要注意这一特点。

从粗硼砂母液中提制氯化钾，必需先将母液蒸发浓缩，同时将析出的氯化钠分离。为此，一般采用逆流进料，于三效真空蒸发罐进行蒸发浓缩。当料液转入一效罐时，因有大量的氯化钠析出，需在加热室下面附有集盐器，收集析出的氯化钠。一效罐内的料液用循环泵进行强制循环，用生蒸汽加热，料液温度可达到114～120℃，浓度控制在33～35°Bé／100℃。蒸发浓缩完成液分两级在两个结晶罐中进行冷却，先泵入低真空结晶罐中冷却，再在高真空结晶罐中用蒸汽喷射泵抽气冷却。根据硼钾联产基本原理和实践经验，料液冷却温度以控制在35～37℃为宜，否则硼砂会随同析出，循环料液中浓度不断增加的硫酸钠也会析出，以致影响氯化钾成品的质量。集盐器内的氯化钠含氯化钾1．5～2．5%，用适量的热水洗涤，回收氯化钾，并提高氯化钠的质量，使符合工业盐的指标。洗液借压力差自动流入二效罐循环蒸发。

冷却后的料液泵入搅拌桶内。经高速搅拌后，氯化钾析出，然后放入离心机内脱水，并用少量白水喷洗后，即得氯化钾成品，其含纯量大于90%。氯化钾成品一般不需要另行干燥就可包装进仓。从离心机分离出的母液和洗液一并流入储槽供循环配料用，并回收其中残留的硼砂和氯化钾。

上述工艺操作采用封闭式循环，原料液中带进的少量硫酸盐，随着循环的进行逐渐富集，达到一定浓度后，料液冷却结晶硼砂时，就会同时析出芒硝(Na₂SO₄·10H₂O)，影响硼砂成品的质量。因此，当料液中硫酸盐富集到一定浓度时，要用氯化钡溶液处理，按下面反应使可溶性硫酸盐以沉淀硫酸钡的形式从料液中分离：

Na₂SO₄+BaCl₂→BaSO₄↓+2NaCl

将沉淀硫酸钡过滤后，又按上述各种工序配料，循环生产硼砂和氯化钾。其工艺流程如图6－7－2所示。

图6－7－2 硼砂和氯化钾联产工艺流程图