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鹽析效應(yīng)
鹽析效應(yīng)，冶金術(shù)語(yǔ)，指二氧化碳因此機(jī)制而從成礦流體中出溶被稱為鹽析效應(yīng)。顯然鹽析效應(yīng)也必然會(huì)導(dǎo)致成礦流體鹽度變化并造成金的絡(luò)合物解離而發(fā)生沉淀，我們稱此為鹽析效應(yīng)成礦。
學(xué)術(shù)文獻(xiàn)中的解釋
成礦階段
礦化分為6個(gè)成礦階段，其中第Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ階段石英39Ar-40Ar坪年齡分別為
，
和（
） Ma。對(duì)各成礦階段石英、方解石中流體包裹體均一溫度、鹽度、化學(xué)成分、氫氧同位素組成分析結(jié)果表明，早階段流體為巖漿水，其后逐漸有大氣降水的混合；
第Ⅰ階段高溫
）、中等鹽度
）的流體曾發(fā)生沸騰，形成較多以氣相為主的包裹體；
從第Ⅱ成礦階段開(kāi)始，流體沸騰減弱而出現(xiàn)不混溶現(xiàn)象；
在第Ⅲ成礦階段，不混溶作用增強(qiáng)，形成富的低鹽度流體與富
高鹽度流體；在第Ⅳ-Ⅴ成礦階段，大氣降水的混合作用趨于增強(qiáng)，流體總體鹽度降低。流體包裹體氣相成分以、
、
為主，含少量
、
等，并且早階段流體含量較高，
在第Ⅲ-Ⅴ成礦階段，
、濃度增高，金屬礦物大量出現(xiàn)。減壓作用造成初始高溫流體沸騰，其后溫度降低以及鹽析效應(yīng)可能造成富流體與富流體的不混溶，而Au的大量沉淀則主要與大氣降水的混合作用有關(guān)。
鹽析效應(yīng)與萃取機(jī)理
鹽析效應(yīng)是影響溶劑萃取的重要因素之一，因此鹽析劑與溶劑萃取的研究具有同樣悠久的歷史。普遍認(rèn)為加入鹽析劑后可提高待萃金屬的有效濃度，從而增加進(jìn)入有機(jī)相的金屬。陰離子鹽析效應(yīng)主要由質(zhì)量作用定律導(dǎo)出；陽(yáng)離子的鹽析效應(yīng)則與離子半徑及電荷數(shù)有密切關(guān)系。鹽析劑與水結(jié)合愈強(qiáng)烈，被萃物在水溶液中的活度系數(shù)愈高，鹽析劑也愈有效。衡量水化作用大小的重要因素是陽(yáng)離子半徑和電荷數(shù)，半徑小、價(jià)數(shù)高的陽(yáng)離子水化作用大。
在萃取過(guò)程中，常加入溶于水相、本身不被萃取也不與金屬離子絡(luò)合的無(wú)機(jī)鹽作鹽析劑。鹽析劑由于水合作用，吸引了一部分自由水分子，使水溶液中自由水分子的量減少，因而被萃物在水中的濃度相應(yīng)地增加，有利于萃取。
冶金鹽析法結(jié)晶工藝
鈉堿法煙氣脫硫鹽析法結(jié)晶工藝，將含有二氧化硫的煙氣經(jīng)預(yù)洗滌除塵后，送入吸收塔，與從上往下噴淋的亞硫酸鈉接觸反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉溶液；將亞硫酸氫鈉溶液送至反應(yīng)結(jié)晶器加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH 值析出亞硫酸鈉結(jié)晶；結(jié)晶液經(jīng)增稠器增稠后，進(jìn)離心機(jī)實(shí)現(xiàn)固液分離；亞硫酸鈉濾餅經(jīng)干燥后成為亞硫酸鈉產(chǎn)品，離心機(jī)脫除的母液和從增稠器上部溢出的溢流液返回吸收塔循環(huán)噴淋吸收煙氣中的二氧化硫。鹽析法結(jié)晶工藝比傳統(tǒng)鈉堿法節(jié)約蒸汽
是當(dāng)今人類面臨的主要大氣污染物之一。
控制 的途徑有：采用低硫燃料和清潔能源替代、燃料脫硫、燃燒過(guò)程中脫硫和末端煙氣脫硫。我國(guó)采用鈉堿法煙氣脫硫已經(jīng)有一些成功的實(shí)例，但多采用蒸發(fā)結(jié)晶工藝，即將
溶液直接加入吸收塔，吸收廢氣中的，生成
溶液，再?gòu)奈账腥〕鑫找航?jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮，結(jié)晶出亞硫酸鈉，結(jié)晶液經(jīng)過(guò)濾使結(jié)晶與母液分離，母液返回蒸發(fā)器重新蒸發(fā)結(jié)晶。傳統(tǒng)的鈉堿法流程長(zhǎng)、投資大，生產(chǎn)過(guò)程需消耗大量蒸汽，亞硫酸鈉生產(chǎn)成本高。針對(duì)現(xiàn)有吸收法存在的缺陷，提出一種采用鹽析法結(jié)晶工藝制取無(wú)水亞硫酸鈉結(jié)晶的方法，生產(chǎn)工藝流程短、能耗低、成本低，且吸收、反應(yīng)結(jié)晶系統(tǒng)采用全封閉循環(huán)運(yùn)行。
工程概況
某冶煉集團(tuán)鋅Ⅰ系統(tǒng)采用沸騰爐焙燒+兩段浸出、凈化+電積工藝，鋅浸出渣經(jīng)揮發(fā)窯還原回收其中的鋅等有價(jià)金屬。鋅揮發(fā)窯在還原揮發(fā)時(shí)，產(chǎn)生高濃度的。
本工程有1#、2#、3#共3臺(tái)揮發(fā)窯，各窯均設(shè)置了獨(dú)立的進(jìn)料系統(tǒng)、煙氣余熱鍋爐、表面冷卻器和布袋收塵器和排風(fēng)機(jī)，煙氣經(jīng)風(fēng)機(jī)后匯總到一根總鋼煙管道，再經(jīng)60m高的煙囪排放。現(xiàn)對(duì)煙氣治理采用鈉堿法煙氣脫硫技術(shù)，采用鹽析法結(jié)晶工藝，生產(chǎn)出無(wú)水亞硫酸鈉產(chǎn)品。
煙氣條件
煙氣量：
，波動(dòng)范圍：
，煙氣溫度：85℃，波動(dòng)范圍：70~120℃，煙氣壓力：500Pa，煙氣含塵： 
，波動(dòng)范圍：
。煙氣中 濃度：
，波動(dòng)范圍： 
。煙氣含：
；
。
煙氣脫硫技術(shù)要求
采用鈉堿法脫硫技術(shù)，回收亞硫酸鈉副產(chǎn)品，產(chǎn)品為無(wú)水亞硫酸鈉。尾氣達(dá)標(biāo)排放，濃度≤800mg/ 
。吸收率
。亞硫酸鈉純度：
，水不溶物
，游離堿
，重金屬
，鐵
，即工業(yè)三級(jí)以上產(chǎn)品。
工藝流程及原理
由煙氣系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、結(jié)晶干燥系統(tǒng)和液堿系統(tǒng)組成1#、2#、3#窯爐引風(fēng)機(jī)排出的煙氣經(jīng)增壓風(fēng)機(jī)升壓進(jìn)入預(yù)洗塔洗滌除塵后，從吸收塔中部的入口煙道進(jìn)入吸收塔內(nèi)。煙氣進(jìn)入塔內(nèi)向上流過(guò)噴淋層，以逆流方式與噴淋下來(lái)的亞硫酸鈉溶液接觸。煙氣中的 被亞硫酸鈉溶液吸收并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成溶解度較大的亞硫酸氫鈉溶液。在吸收塔上部，脫硫后的凈煙氣通過(guò)除霧器除去夾帶的液滴后，經(jīng)吸收塔頂部排氣筒排入大氣。由于煙氣含氧使部分亞硫酸鈉氧化成硫酸鈉，故要加入抗氧化劑抑制亞硫酸鈉氧化。當(dāng)吸收塔漿液密度達(dá)到1300kg/
，
含量≥250g/L 時(shí)，由吸收塔排出泵將吸收塔漿液泵入反應(yīng)結(jié)晶器，與液堿輸送系統(tǒng)送來(lái)的50%燒堿溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成亞硫酸鈉，同時(shí)析出亞硫酸鈉晶體。經(jīng)過(guò)增稠器增稠，離心過(guò)濾和干燥機(jī)干燥得到無(wú)水亞硫酸鈉產(chǎn)品。離心過(guò)濾產(chǎn)生的濾液（為亞硫酸鈉溶液）返回吸收塔進(jìn)行下 一個(gè)吸收循環(huán)。
鈉堿法脫硫鹽析法結(jié)晶亞硫酸鈉工藝化學(xué)反應(yīng)過(guò)程如下：
吸收塔內(nèi)反應(yīng)：
反應(yīng)結(jié)晶器內(nèi)反應(yīng)：
去除 總反應(yīng)方程式：
工藝系統(tǒng)及設(shè)備
1、煙氣系統(tǒng)
由原煙氣閥、煙氣旁路閥、增壓風(fēng)機(jī)組成。自1#、2#、3#窯爐引風(fēng)機(jī)排出的煙氣，經(jīng)煙道流至增壓風(fēng)機(jī)，增壓后進(jìn)入吸收系統(tǒng)。
2、吸收系統(tǒng)
由預(yù)洗塔、噴淋水泵、預(yù)洗塔懸浮泵、預(yù)洗塔排出泵、吸收塔、吸收塔循環(huán)泵、吸收塔排出泵組成。煙氣自 預(yù)洗塔頂?shù)奈那鹄锪魅耄?jīng)洗滌除塵后從出口從吸收塔中下部的入口入塔并向上流動(dòng)，經(jīng)與向下噴淋的吸收劑逆流充分接觸，脫除，再經(jīng)除霧器脫去水霧后，經(jīng)煙囪排到大氣。吸收 的吸收劑落入漿池反應(yīng)生成亞硫酸氫鈉和被抗氧化劑抑制后生成少量的硫酸鈉。吸收塔漿液溫度控制在
，pH值控制在
。
噴淋水泵：噴淋。
預(yù)洗塔懸浮泵：使預(yù)洗塔液處于懸浮狀態(tài)，不沉積。
吸收塔：塔體設(shè)二層除霧器、四層吸收劑噴淋、漿池和懸浮管網(wǎng)，并設(shè)溫度、密度和pH值在線監(jiān)測(cè)。
吸收塔循環(huán)泵：循環(huán)提供四層吸收劑的噴淋。
吸收塔懸浮泵：使?jié){池漿液處于懸浮狀態(tài)，不沉積。
吸收塔排出泵：將吸收塔漿池的漿液泵送至反應(yīng)結(jié)晶器。
3、結(jié)晶干燥系統(tǒng)
由反應(yīng)結(jié)晶器、增稠器、離心機(jī)、干燥機(jī)和包裝機(jī)組成。自吸收塔排出泵將吸收塔漿池的漿液泵送至反應(yīng)結(jié)晶器，加入
濃度的氫氧化鈉溶液，控制pH值在6.5~7.5，使亞硫酸氫鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉，并析出亞硫酸鈉結(jié)晶，自流到增稠器，增稠到含固濃度
，流放到離心機(jī)脫水。脫水后的亞硫酸鈉結(jié)晶含水
，再經(jīng)干燥機(jī)系統(tǒng)干燥后包裝為袋裝亞硫酸鈉成品。
反應(yīng)結(jié)晶器：帶攪拌器，使亞硫酸氫鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉結(jié)晶體。
增稠器：帶攪拌器，增加亞硫酸鈉結(jié)晶體漿液的濃度。
離心機(jī)：用于亞硫酸鈉結(jié)晶體的脫水。
干燥機(jī)：用于亞硫酸鈉結(jié)晶體的干燥。
包裝機(jī)：將干燥后亞硫酸鈉成品包裝成袋。
4、液堿系統(tǒng)
由液堿槽、卸液堿泵和液堿輸送泵組成。卸液堿泵將液堿槽車的液堿泵到液堿槽，液堿輸送泵再將液堿槽的液堿泵到反應(yīng)結(jié)晶器。
液堿槽：用于儲(chǔ)存液堿。
卸液堿泵：用于將液堿從罐車泵送到液堿槽。
液堿輸送泵：將液堿從液堿槽泵送到反應(yīng)結(jié)晶器及預(yù)洗塔。
效果與經(jīng)濟(jì)分析
適用領(lǐng)域
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