水鹽體系相圖及其應(yīng)用5

1、第五章第五章 四元水鹽體系相圖的應(yīng)用四元水鹽體系相圖的應(yīng)用 第一節(jié)第一節(jié) 硝酸鉀生產(chǎn)的相圖分析硝酸鉀生產(chǎn)的相圖分析 第二節(jié)第二節(jié) 加水法從人造光鹵石制取氯化加水法從人造光鹵石制取氯化鉀的相圖分析鉀的相圖分析第一節(jié)第一節(jié) 硝酸鉀生產(chǎn)的相圖分析硝酸鉀生產(chǎn)的相圖分析一、硝酸鉀生產(chǎn)概述一、硝酸鉀生產(chǎn)概述 硝酸鉀（硝酸鉀（KNOKNO3 3）是含氮、鉀元素的復(fù)合肥料，主要用）是含氮、鉀元素的復(fù)合肥料，主要用于園藝作物。硝酸也用于食品工業(yè)和玻璃工業(yè)，還用來(lái)于園藝作物。硝酸也用于食品工業(yè)和玻璃工業(yè)，還用來(lái)制造火藥和煙火。制造火藥和煙火。 在自然界中天然硝酸鉀的礦藏量不多。我國(guó)古代最在自然界中天然硝酸鉀的礦藏

2、量不多。我國(guó)古代最早制出硝酸鉀并用于制取火藥。直到目前，廣大農(nóng)村仍早制出硝酸鉀并用于制取火藥。直到目前，廣大農(nóng)村仍從草木灰提取硝酸鉀。從草木灰提取硝酸鉀。第一節(jié)第一節(jié) 硝酸鉀生產(chǎn)的相圖分析硝酸鉀生產(chǎn)的相圖分析一、硝酸鉀生產(chǎn)概述一、硝酸鉀生產(chǎn)概述 在實(shí)驗(yàn)室，制取硝酸鉀一般用硝酸中和氫氧化鉀（鉀堿、苛性鉀）在實(shí)驗(yàn)室，制取硝酸鉀一般用硝酸中和氫氧化鉀（鉀堿、苛性鉀）來(lái)制取硝酸鉀，即來(lái)制取硝酸鉀，即KOH+HNOKOH+HNO3 3=KNO=KNO3 3+H+H2 2O O 在工業(yè)生產(chǎn)中，用硝酸中和氫氧化鉀的生產(chǎn)方法很少采用，因?yàn)樗诠I(yè)生產(chǎn)中，用硝酸中和氫氧化鉀的生產(chǎn)方法很少采用，因?yàn)樗玫脑嫌玫?/p>

3、原料鉀堿（或稱苛性鉀、氫氧化鉀）和硝酸都比較貴重。鉀堿（或稱苛性鉀、氫氧化鉀）和硝酸都比較貴重。目前廣泛采用的是轉(zhuǎn)化法制取硝酸鉀。目前廣泛采用的是轉(zhuǎn)化法制取硝酸鉀。此外由氮氧化物和氯化鉀制取硝此外由氮氧化物和氯化鉀制取硝酸鉀，陽(yáng)離子交換法制取硝酸鉀。酸鉀，陽(yáng)離子交換法制取硝酸鉀。轉(zhuǎn)化法主要用硝酸鈉（轉(zhuǎn)化法主要用硝酸鈉（NaNONaNO3 3）和氯化鉀（）和氯化鉀（KClKCl）的復(fù)分解反應(yīng)來(lái)制取：）的復(fù)分解反應(yīng)來(lái)制?。?KCl+NaNOKCl+NaNO3 3=KNO=KNO3 3+NaCl+NaCl也可用其它硝酸鹽和氯化鉀、硫酸鉀或碳酸鉀進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)來(lái)制取硝也可用其它硝酸鹽和氯化鉀、硫酸鉀或

4、碳酸鉀進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)來(lái)制取硝酸鉀，例如：酸鉀，例如： KCl+NHKCl+NH4 4NONO3 3=KNO=KNO3 3+NH+NH4 4ClCl第一節(jié)第一節(jié) 硝酸鉀生產(chǎn)的相圖分析硝酸鉀生產(chǎn)的相圖分析二、二、K K+ +、NaNa+ +/Cl/Cl- -、NONO3 3- -+H+H2 2O O系統(tǒng)相圖系統(tǒng)相圖1 1恒溫圖恒溫圖單固相溶解度曲面單固相溶解度曲面 面積面積aeae1 1p p1 1e e4 4a La LA A KNO KNO3 3的飽和面的飽和面 面積面積bebe2 2p p1 1e e1 1b Lb LB B NaNO NaNO3 3的飽和面的飽和面 面積面積cece3 3p

5、 p2 2p p1 1e e2 2c Lc LC C NaCl NaCl的飽和面的飽和面 面積面積dede4 4p p2 2e e3 3d Ld LD D KCl KCl的飽和面的飽和面e4CdabDP1P2e1e2e3ABCKNO3NaClKClNaNO3圖5-1 K+、Na+/Cl-、NO3-+H2O系統(tǒng)于100下的恒溫立體相圖Na+ Cl- 第一節(jié)第一節(jié) 硝酸鉀生產(chǎn)的相圖分析硝酸鉀生產(chǎn)的相圖分析二、二、K K+ +、NaNa+ +/Cl/Cl- -、NONO3 3- -+H+H2 2O O系統(tǒng)相圖系統(tǒng)相圖1 1恒溫圖恒溫圖兩鹽共飽線兩鹽共飽線 e e1 1P P1 1 L LA+BA+B

6、 KNO KNO3 3和和NaNONaNO3 3的共飽線的共飽線 e e2 2P P1 1 L LC+BC+B NaCl NaCl和和NaNONaNO3 3的共飽線的共飽線 e e3 3P P2 2 L LC+DC+D NaCl NaCl和和KClKCl的共飽線的共飽線 e e4 4P P2 2 L LA+DA+D KNO KNO3 3和和KClKCl的共飽線的共飽線 P P1 1P P2 2 L LA+CA+C KNO KNO3 3和和NaClNaCl的共飽線的共飽線e4CdabDP1P2e1e2e3ABCKNO3NaClKClNaNO3圖5-1 K+、Na+/Cl-、NO3-+H2O系統(tǒng)于

7、100下的恒溫立體相圖Na+ Cl- 第一節(jié)第一節(jié) 硝酸鉀生產(chǎn)的相圖分析硝酸鉀生產(chǎn)的相圖分析二、二、K K+ +、NaNa+ +/Cl/Cl- -、NONO3 3- -+H+H2 2O O系統(tǒng)相圖系統(tǒng)相圖1 1恒溫圖恒溫圖三鹽共飽點(diǎn)三鹽共飽點(diǎn) P P1 1 L LA+B+CA+B+C KNO KNO3 3、NaNONaNO3 3和和NaClNaCl的共飽點(diǎn)的共飽點(diǎn) P P2 2 LA+D+C NaCl LA+D+C NaCl、KClKCl和和KNOKNO3 3的的共飽點(diǎn)共飽點(diǎn)e4CdabDP1P2e1e2e3ABCKNO3NaClKClNaNO3圖5-1 K+、Na+/Cl-、NO3-+H2O

8、系統(tǒng)于100下的恒溫立體相圖Na+ Cl- 第一節(jié)第一節(jié) 硝酸鉀生產(chǎn)的相圖分析硝酸鉀生產(chǎn)的相圖分析二、二、K K+ +、NaNa+ +/Cl/Cl- -、NONO3 3- -+H+H2 2O O系統(tǒng)相圖系統(tǒng)相圖1 1恒溫圖恒溫圖幾何體代表的相區(qū)幾何體代表的相區(qū) 體積體積ce3p2p1e2Cc LC+C NaCl結(jié)晶及其結(jié)晶及其飽和溶液的兩相區(qū)飽和溶液的兩相區(qū)體積體積de4p2e3dD LD+D KCl結(jié)晶及其飽結(jié)晶及其飽和溶液的兩相區(qū)和溶液的兩相區(qū)體積體積ae1p1e4aA LA+A KNO3結(jié)晶及其結(jié)晶及其飽和溶液的兩相區(qū)飽和溶液的兩相區(qū)體積體積be2p1e1bB LB+B NaNO3結(jié)晶及

9、其結(jié)晶及其飽和溶液的兩相區(qū)飽和溶液的兩相區(qū)圖5-2 多相區(qū)劃分圖P1BACCbe2BP1Ce1e2P2CaCP1e4CdabDP1P2e1e2e3ABCKNO3NaClKClNaNO3圖5-1 K+、Na+/Cl-、NO3-+H2O系統(tǒng)于100下的恒溫立體相圖Na+ Cl- 第一節(jié)第一節(jié) 硝酸鉀生產(chǎn)的相圖分析硝酸鉀生產(chǎn)的相圖分析二、二、K K+ +、NaNa+ +/Cl/Cl- -、NONO3 3- -+H+H2 2O O系統(tǒng)相系統(tǒng)相圖圖1 1恒溫圖恒溫圖 體積體積e e2 2p p1 1BC LBC LB+CB+C+ +（B+CB+C） NaNONaNO3 3、NaClNaCl結(jié)晶及其共飽液

10、的結(jié)晶及其共飽液的三相區(qū)，見(jiàn)圖三相區(qū)，見(jiàn)圖5-25-2（b b），此外還），此外還有四個(gè)三相區(qū)。有四個(gè)三相區(qū)。圖5-2 多相區(qū)劃分圖be2BP1Ce4CdabDP1P2e1e2e3ABCKNO3NaClKClNaNO3圖5-1 K+、Na+/Cl-、NO3-+H2O系統(tǒng)于100下的恒溫立體相圖Na+ Cl- 第一節(jié)第一節(jié) 硝酸鉀生產(chǎn)的相圖分析硝酸鉀生產(chǎn)的相圖分析二、二、K K+ +、NaNa+ +/Cl/Cl- -、NONO3 3- -+H+H2 2O O系統(tǒng)相系統(tǒng)相圖圖1 1恒溫圖恒溫圖 四面體四面體P P1 1ABC LABC LA+B+CA+B+C+ +（A+B+CA+B+C）是）是KN

11、OKNO3 3、NaNONaNO3 3和和NaClNaCl結(jié)晶及其共飽液的四相區(qū)，見(jiàn)圖結(jié)晶及其共飽液的四相區(qū)，見(jiàn)圖5-25-2（C C）。另一個(gè)四相區(qū)是體積）。另一個(gè)四相區(qū)是體積P P2 2ADC LADC LA+D+CA+D+C+ +（A+D+CA+D+C）是）是KNOKNO3 3、KClKCl和和NaClNaCl結(jié)晶及其共飽液的四結(jié)晶及其共飽液的四相區(qū)。相區(qū)。圖5-2 多相區(qū)劃分圖P1BACCe4CdabDP1P2e1e2e3ABCKNO3NaClKClNaNO3圖5-1 K+、Na+/Cl-、NO3-+H2O系統(tǒng)于100下的恒溫立體相圖Na+ Cl- 第一節(jié)第一節(jié) 硝酸鉀生產(chǎn)的相圖分析硝

12、酸鉀生產(chǎn)的相圖分析二、二、K K+ +、NaNa+ +/Cl/Cl- -、NONO3 3- -+H+H2 2O O系統(tǒng)相圖系統(tǒng)相圖2 2投影圖投影圖 圖圖6-3 100下下K+、Na+/Cl-、NO3-+H2O系統(tǒng)相圖系統(tǒng)相圖0.20.20.40.40.60.60.80.81.01.0ABCDKClNaClNaNO3KNO3 Na+Cl- E1E3E4E2OP1P2K第一節(jié)第一節(jié) 硝酸鉀生產(chǎn)的相圖分析硝酸鉀生產(chǎn)的相圖分析二、二、K K+ +、NaNa+ +/Cl/Cl- -、NONO3 3- -+H+H2 2O O系統(tǒng)相圖系統(tǒng)相圖3 3多溫圖多溫圖 可以看出，在所示的溫度范圍內(nèi)，可以看出，在所

13、示的溫度范圍內(nèi)，系統(tǒng)的性質(zhì)沒(méi)有質(zhì)的變化，只有量的系統(tǒng)的性質(zhì)沒(méi)有質(zhì)的變化，只有量的變化，即在變化，即在5 5100100之間，沒(méi)有復(fù)鹽之間，沒(méi)有復(fù)鹽和水合物生成，但各種鹽的溶解度都和水合物生成，但各種鹽的溶解度都有較大的改變。在高溫下有較大的改變。在高溫下NaClNaCl的相對(duì)的相對(duì)溶解度最小，低溫下溶解度最小，低溫下KNOKNO3 3的相對(duì)溶解的相對(duì)溶解度最?。▽?duì)此兩種鹽而言）。度最?。▽?duì)此兩種鹽而言）。 t圖6-5 K+、Na+/Cl-、NO3-+H2O系統(tǒng)多溫相圖0.20.20.40.40.60.60.80.81.01.0ABCDKClNaClNaNO3KNO3OP1P2K25 C0501

14、005CO第一節(jié)第一節(jié) 硝酸鉀生產(chǎn)的相圖分析硝酸鉀生產(chǎn)的相圖分析三、轉(zhuǎn)化法制取硝酸鉀生產(chǎn)的基本方法三、轉(zhuǎn)化法制取硝酸鉀生產(chǎn)的基本方法第一節(jié)第一節(jié) 硝酸鉀生產(chǎn)的相圖分析硝酸鉀生產(chǎn)的相圖分析三、轉(zhuǎn)化法制取硝酸鉀生產(chǎn)的基本方法三、轉(zhuǎn)化法制取硝酸鉀生產(chǎn)的基本方法圖圖5-6 K K+ +、NaNa+ +/Cl/Cl- -、NONO3 3- -HH2 2O O四元交互系統(tǒng)四元交互系統(tǒng)100和和5干鹽干鹽圖圖FaabGP1P2P1P25CO100 C0EKDABCNaNO3KNO3KClNaClHdC1.1.根據(jù)（手冊(cè)提供的）數(shù)據(jù)，繪出根據(jù)（手冊(cè)提供的）數(shù)據(jù)，繪出100100及及55的干鹽相圖，如圖的干鹽相

15、圖，如圖5-65-6：2.2.分析相圖，制定出原則流程，由圖我們可分析相圖，制定出原則流程，由圖我們可以清楚地看出：以清楚地看出：由由55時(shí)的恒溫干鹽圖可知，其時(shí)的恒溫干鹽圖可知，其KNOKNO3 3的結(jié)晶的結(jié)晶區(qū)（即飽和面）很大，而區(qū)（即飽和面）很大，而NaClNaCl的結(jié)晶區(qū)的結(jié)晶區(qū)很小。很小。相反，由相反，由100100時(shí)的恒溫干鹽相圖可知，時(shí)的恒溫干鹽相圖可知，NaClNaCl的結(jié)晶區(qū)很大，而的結(jié)晶區(qū)很大，而KNOKNO3 3的結(jié)晶區(qū)的結(jié)晶區(qū)（即飽和面）很小，根據(jù)以上兩個(gè)特點(diǎn)，（即飽和面）很小，根據(jù)以上兩個(gè)特點(diǎn)，我們可以確定制取我們可以確定制取KNOKNO3 3的流程。的流程。采取采取

16、100100時(shí)蒸發(fā)法提取時(shí)蒸發(fā)法提取NaClNaCl；采取冷采取冷卻法析出卻法析出KNOKNO3 3。三、轉(zhuǎn)化法制取硝酸鉀生產(chǎn)的基本方法三、轉(zhuǎn)化法制取硝酸鉀生產(chǎn)的基本方法圖圖5-6 K K+ +、NaNa+ +/Cl/Cl- -、NONO3 3- -HH2 2O O四元交互系統(tǒng)四元交互系統(tǒng)100和和5干鹽干鹽圖圖FaabGP1P2P1P25CO100 C0EKDABCNaNO3KNO3KClNaClHdC（一）、不循環(huán)法流程（一）、不循環(huán)法流程1.1.等當(dāng)量（等當(dāng)量（molmol）點(diǎn)配料：）點(diǎn)配料： 以等當(dāng)量（以等當(dāng)量（molmol）KClKCl和和NaNONaNO3 3混合物為原始組成，其組

17、成點(diǎn)如圖中的點(diǎn)混合物為原始組成，其組成點(diǎn)如圖中的點(diǎn)a a，組成點(diǎn)組成點(diǎn)a a恰處于恰處于100100時(shí)時(shí)NaClNaCl的結(jié)晶區(qū)中的結(jié)晶區(qū)中KCl+NaNOKCl+NaNO3 3 a a；KNONO3 3NaCl母液返回系統(tǒng)母液返回系統(tǒng)原料原料a（或（或a）蒸發(fā)蒸發(fā)過(guò)濾過(guò)濾冷卻蒸冷卻蒸發(fā)發(fā)過(guò)濾過(guò)濾圖圖5-7 C0100三、轉(zhuǎn)化法制取硝酸鉀生產(chǎn)的基本方法三、轉(zhuǎn)化法制取硝酸鉀生產(chǎn)的基本方法圖圖6-6 K K+ +、NaNa+ +/Cl/Cl- -、NONO3 3- -HH2 2O O四元交互系統(tǒng)四元交互系統(tǒng)100和和5干鹽干鹽圖圖FaabGP1P2P1P25CO100 C0EKDABCNaNO3K

18、NO3KClNaClHdC（一）、不循環(huán)法流程（一）、不循環(huán)法流程2.蒸發(fā)：在蒸發(fā)：在100時(shí)蒸發(fā)此溶液，飽和后有時(shí)蒸發(fā)此溶液，飽和后有NaCl的結(jié)晶析出，液相組成點(diǎn)沿的結(jié)晶析出，液相組成點(diǎn)沿ab方向移動(dòng)，達(dá)到方向移動(dòng)，達(dá)到b時(shí)，時(shí)，KCl也已飽和，但未析出。濾出也已飽和，但未析出。濾出NaCl得到母液得到母液b，操作線為操作線為ab。NaCl析出量可由直線析出量可由直線Ab求出，即求出，即 ；KNONO3 3NaCl母液返回系統(tǒng)母液返回系統(tǒng)原料原料a（或（或a）蒸發(fā)蒸發(fā)過(guò)濾過(guò)濾冷卻蒸冷卻蒸發(fā)發(fā)過(guò)濾過(guò)濾圖圖6-7 AbabMaMAaAabMMbA母液量固體的量三、轉(zhuǎn)化法制取硝酸鉀生產(chǎn)的基本方法

19、三、轉(zhuǎn)化法制取硝酸鉀生產(chǎn)的基本方法圖圖6-6 K K+ +、NaNa+ +/Cl/Cl- -、NONO3 3- -HH2 2O O四元交互系統(tǒng)四元交互系統(tǒng)100和和5干鹽干鹽圖圖FaabGP1P2P1P25CO100 C0EKDABCNaNO3KNO3KClNaClHdC（一）、不循環(huán)法流程（一）、不循環(huán)法流程3.3.冷卻鹽析：把母液冷卻鹽析：把母液b b冷卻到冷卻到55，b b點(diǎn)落入點(diǎn)落入KNOKNO3 3結(jié)晶區(qū)。結(jié)晶區(qū)。55蒸發(fā)此溶液，則蒸發(fā)此溶液，則液相沿液相沿bPbP2 2方向移動(dòng)，到達(dá)方向移動(dòng)，到達(dá)P P2 2時(shí)，時(shí)，NaClNaCl、KClKCl同時(shí)飽和，但未析出。同時(shí)飽和，但未析

20、出。濾去濾去KNOKNO3 3得母液得母液P P2 2，過(guò)程操作線，過(guò)程操作線bPbP2 2返回系統(tǒng)，配入一定量的原料返回系統(tǒng)，配入一定量的原料NaNONaNO3 3和和KClKCl可開(kāi)始第二個(gè)循環(huán)，每次循環(huán)該過(guò)程的液相點(diǎn)都在可開(kāi)始第二個(gè)循環(huán)，每次循環(huán)該過(guò)程的液相點(diǎn)都在b b、P P2 2間間變化。變化。KNOKNO3 3析出量析出量M MC C可由直線可由直線CPCP2 2求出，即求出，即KNONO3 3NaCl母液返回系統(tǒng)母液返回系統(tǒng)原料原料a（或（或a）蒸發(fā)蒸發(fā)過(guò)濾過(guò)濾冷卻蒸冷卻蒸發(fā)發(fā)過(guò)濾過(guò)濾圖圖6-7 2 2CPbPMMbC=bCbPMMPC 2 2=母液量固體量三、轉(zhuǎn)化法制取硝酸鉀生

21、產(chǎn)的基本方法三、轉(zhuǎn)化法制取硝酸鉀生產(chǎn)的基本方法圖圖6-6 K K+ +、NaNa+ +/Cl/Cl- -、NONO3 3- -HH2 2O O四元交互系統(tǒng)四元交互系統(tǒng)100和和5干鹽干鹽圖圖FaabGP1P2P1P25CO100 C0EKDABCNaNO3KNO3KClNaClHdC（一）、不循環(huán)法流程（一）、不循環(huán)法流程 由圖，我們可以看出采用上述方法，由于a、b兩點(diǎn)很近，即操作線ab、bP2很短，每一次循環(huán)所得產(chǎn)品不多，即產(chǎn)率不高。而母液循環(huán)量大，反復(fù)加熱、冷卻很不經(jīng)濟(jì)。所以一般將母液廢棄而不進(jìn)行循環(huán)操作。這樣就勢(shì)必造成原料的損失。KNONO3 3NaCl母液返回系統(tǒng)母液返回系統(tǒng)原料原料a

22、（或（或a）蒸發(fā)蒸發(fā)過(guò)濾過(guò)濾冷卻蒸冷卻蒸發(fā)發(fā)過(guò)濾過(guò)濾圖圖6-7 三、轉(zhuǎn)化法制取硝酸鉀生產(chǎn)的基本方法三、轉(zhuǎn)化法制取硝酸鉀生產(chǎn)的基本方法圖圖6-6 K K+ +、NaNa+ +/Cl/Cl- -、NONO3 3- -HH2 2O O四元交互系統(tǒng)四元交互系統(tǒng)100和和5干鹽干鹽圖圖FaabGP1P2P1P25CO100 C0EKDABCNaNO3KNO3KClNaClHdC（二）、循環(huán)法流程（二）、循環(huán)法流程1.a1.a點(diǎn)配料（非等摩爾點(diǎn)配料）：點(diǎn)配料（非等摩爾點(diǎn)配料）： 配料點(diǎn)配料點(diǎn)aa為對(duì)角線為對(duì)角線BDBD和和APAP2 2連線的交點(diǎn)，連線的交點(diǎn)， KClKCl和和NaNONaNO3 3的配料

23、比的配料比 由圖中可以清楚地看到由圖中可以清楚地看到NaNONaNO3 3是過(guò)量的，也就是說(shuō)它是非等當(dāng)量（是過(guò)量的，也就是說(shuō)它是非等當(dāng)量（molmol）點(diǎn)）點(diǎn)配料，配料，aa點(diǎn)處于點(diǎn)處于100100時(shí)的時(shí)的NaClNaCl結(jié)晶區(qū)中結(jié)晶區(qū)中KCl+NaNOKCl+NaNO3 3 a a； KNONO3 3NaCl母液返回系統(tǒng)母液返回系統(tǒng)原料原料a（或（或a）蒸發(fā)蒸發(fā)過(guò)濾過(guò)濾冷卻蒸冷卻蒸發(fā)發(fā)過(guò)濾過(guò)濾圖圖6-7 BaDaMMDB 1000C三、轉(zhuǎn)化法制取硝酸鉀生產(chǎn)的基本方法三、轉(zhuǎn)化法制取硝酸鉀生產(chǎn)的基本方法圖圖6-6 K K+ +、NaNa+ +/Cl/Cl- -、NONO3 3- -HH2 2O

24、O四元交互系統(tǒng)四元交互系統(tǒng)100和和5干鹽干鹽圖圖FaabGP1P2P1P25CO100 C0EKDABCNaNO3KNO3KClNaClHdC（二）、循環(huán)法流程2.蒸發(fā)鹽析（NaCl）：在100時(shí)蒸發(fā)溶液，液相組成點(diǎn)由 a到達(dá)P2點(diǎn)時(shí)KCl、KNO3同時(shí)飽和但未析出，NaCl析出量可由直線AaP2求出，即濾去NaCl得母液P2，過(guò)程操作線aP2。與不循環(huán)法中該過(guò)程相比，從圖中顯見(jiàn)操作線比ab長(zhǎng)的多，而線段Aa與Aa相差無(wú)幾，因此，與不循環(huán)流程相比較，NaCl析出量增多了，而母液量P2相應(yīng)減少了。KNONO3 3NaCl母液返回系統(tǒng)母液返回系統(tǒng)原料原料a（或（或a）蒸發(fā)蒸發(fā)過(guò)濾過(guò)濾冷卻蒸冷卻蒸

25、發(fā)發(fā)過(guò)濾過(guò)濾圖圖6-7 22 APPaMMaA固液MMa PAaAP22圖圖6-6 K K+ +、NaNa+ +/Cl/Cl- -、NONO3 3- -HH2 2O O四元交互系統(tǒng)四元交互系統(tǒng)100和和5干鹽干鹽圖圖FaabGP1P2P1P25CO100 C0EKDABCNaNO3KNO3KClNaClHdC（二）、循環(huán)法流程3.冷卻鹽析（KNO3）： 將母液P2冷卻到5，P2點(diǎn)落入KNO3結(jié)晶區(qū)，5時(shí)蒸發(fā)此溶液，液相沿P2d移動(dòng)，到達(dá)d時(shí)，NaCl也飽和但未析出，KNO3析出量MC可由直線Cd求出，即從圖中可見(jiàn)，操作線P2d比P2b長(zhǎng)，而CP2又比Cb短，故KNO3的產(chǎn)率比不循環(huán)法中的大為增

26、加，濾去KNO3，得母液d，過(guò)程操作線為P2dKNONO3 3NaCl母液返回系統(tǒng)母液返回系統(tǒng)原料原料a（或（或a）蒸發(fā)蒸發(fā)過(guò)濾過(guò)濾冷卻蒸冷卻蒸發(fā)發(fā)過(guò)濾過(guò)濾圖圖6-7 CddPMMPC22固液MMd PP CCd22圖圖6-6 K K+ +、NaNa+ +/Cl/Cl- -、NONO3 3- -HH2 2O O四元交互系統(tǒng)四元交互系統(tǒng)100和和5干鹽干鹽圖圖FaabGP1P2P1P25CO100 C0EKDABCNaNO3KNO3KClNaClHdC（二）、循環(huán)法流程 母液d再加等當(dāng)量（mol）物料（NaNO3：KCl=11）a混合到K點(diǎn)，以后循環(huán)過(guò)程為K P2 d K，即在此三點(diǎn)間循環(huán)變化。

27、KNONO3 3NaCl母液返回系統(tǒng)母液返回系統(tǒng)原料原料a（或（或a）蒸發(fā)蒸發(fā)過(guò)濾過(guò)濾冷卻蒸冷卻蒸發(fā)發(fā)過(guò)濾過(guò)濾圖圖6-7 1000C 50C1000C （三）、工藝計(jì)算（不循環(huán)法）（三）、工藝計(jì)算（不循環(huán)法）1.1.在在100100蒸發(fā)由蒸發(fā)由a a到到b b的過(guò)程計(jì)算的過(guò)程計(jì)算( (以干鹽總和以干鹽總和1mol1mol為基準(zhǔn)計(jì)算為基準(zhǔn)計(jì)算) ) 溶液溶液a a 溶液溶液b b由由K K+ +平衡解出平衡解出Z Z：0.5=0.59Z Z=0.8470.5=0.59Z Z=0.847由由NaNa+ +平衡解出平衡解出Y Y：0.5=Y+0.41Z Y=0.1520.5=Y+0.41Z Y=0.

28、152由由H H2 2O O平衡解出平衡解出X X：3.5=X+0.83Z X=1.1003.5=X+0.83Z X=1.100即即100100蒸發(fā)到蒸發(fā)到b b時(shí)，共蒸發(fā)了時(shí)，共蒸發(fā)了1.1mol1.1mol的水，析出的水，析出0.152mol0.152mol的的NaClNaCl。83. 259. 041. 041. 059. 05 . 35 . 05 . 05 . 05 . 023223OHNOClNaKZYNaClOXHOHNOClNaK（三）、工藝計(jì)算（不循環(huán)法）（三）、工藝計(jì)算（不循環(huán)法）2.2.計(jì)算將計(jì)算將NaClNaCl分離后液相分離后液相b b冷卻到冷卻到55，并使液相變到，并

29、使液相變到C C時(shí)的時(shí)的KNOKNO3 3析出量。析出量。C C點(diǎn)的成分如上法求出，列出物料平衡表點(diǎn)的成分如上法求出，列出物料平衡表 溶液溶液b b 溶液溶液C C 解得：解得：V=0.459V=0.459；u=0.393u=0.393；W=-0.500W=-0.500。4 . 6235. 0765. 0765. 0235. 083. 259. 041. 041. 059. 0847. 0233223OHNOClNaKVuKNOOWHOHNOClNaK第二節(jié)第二節(jié) 加水法從人造光鹵石制加水法從人造光鹵石制取氯化鉀的相圖分析取氯化鉀的相圖分析 人造光鹵石是利用苦鹵生產(chǎn)氯化鉀過(guò)程中的人造光鹵石是利

30、用苦鹵生產(chǎn)氯化鉀過(guò)程中的一種中間物料，其大致組成（重量一種中間物料，其大致組成（重量% %）為：）為：將含量很少的將含量很少的MgSOMgSO4 4忽略不計(jì)，人造光鹵石可看忽略不計(jì)，人造光鹵石可看成屬于簡(jiǎn)單四元體系。成屬于簡(jiǎn)單四元體系。300200100C0A（NaCl）（NaCl）ABis區(qū)C（MgCl2）（KCl）BPKRFMQGNSKBFGQNSB（KCl）PM1M2M3N2圖5-17 Na+、K+、Mg+|Cl-H2O體系25系統(tǒng)M（M0）蒸發(fā)過(guò)程M0LXZ（Car）（Car）M4Car區(qū)Bis區(qū)Bis區(qū)Car區(qū)A區(qū)A區(qū)B區(qū)LbC角放大C250200150100500CA（NaCl）（

31、MgCl2）B（KCl）ABBisCar100755040251010254010075圖5-18 溫度對(duì)溶解度的影響該體系該體系2525相圖可見(jiàn)圖相圖可見(jiàn)圖5-175-17，1010、4040、7575、100100的干基圖、水圖見(jiàn)的干基圖、水圖見(jiàn)圖圖5-185-18。(1)(1)光鹵石光鹵石CarCar是一種不相稱復(fù)鹽，加水時(shí)分解為是一種不相稱復(fù)鹽，加水時(shí)分解為KClKCl。(2) (2) 溫度低更利于溫度低更利于KClKCl的結(jié)晶析出。的結(jié)晶析出。(3)KCl(3)KCl、NaClNaCl共飽線是一條曲線，它是向著共飽線是一條曲線，它是向著KClKCl頂點(diǎn)彎曲的，也就是說(shuō)，當(dāng)頂點(diǎn)彎曲的，也就是說(shuō)，當(dāng)KClKCl、NaClNaCl共飽時(shí)，溶解度要沿著這樣一條彎曲的曲線變化。共飽時(shí)，溶解度要沿著這樣一條彎曲的曲線變化。一人造光鹵石的加水過(guò)程一人造光鹵石的加水過(guò)程1 1M M點(diǎn)的蒸發(fā)過(guò)程點(diǎn)的蒸發(fā)過(guò)程 100200300g/100gSg/100gSB278FKPTE179C113.5SM0