化工原理分離技術(shù)

1、其他傳質(zhì)分離的方法學(xué)院：化學(xué)與化工學(xué)院專業(yè)：化學(xué)工程與工藝班級(jí)：學(xué)號(hào)：姓名：溶液，為了回收這種堿液必須除去其中的Na2SO4，鈾工廠就是采用冷凍結(jié)晶法。在大約0℃結(jié)晶出十水芒硝，過(guò)濾分離后，得到的堿液再返回到生產(chǎn)中使用，該過(guò)程即回收了堿液降低了工廠生產(chǎn)成本，又回收了有用的副產(chǎn)物芒硝。3、鹽析法。此法主要是利用共同離子效應(yīng)，降低被分離物質(zhì)的溶解度而使其結(jié)晶析出。例如：侯德榜法生產(chǎn)純堿工藝中需要分離氯化銨就采用了此法。由圖2中氯化鈉和氯化銨

2、的溶解度曲線可見(jiàn)，當(dāng)溶液溫度＜10℃后，氯化銨的溶解度低于氯化鈉，此時(shí)可往溶液中添加磨細(xì)的氯化鈉粉末，固體氯化鈉溶解后提供了大量的氯離子使氯化銨的溶解度大大降低而析出。氯化鈉溶解是一種吸熱反應(yīng)（1.2大卡摩爾），氯化鈉溶解使溶液溫度進(jìn)一步下降，氯化銨進(jìn)一步析出。此操作既分離出副產(chǎn)物氯化銨又向溶液中引進(jìn)了下一步工序所需的鈉離子，是冷凍結(jié)晶和鹽析結(jié)晶分離技術(shù)巧妙結(jié)合應(yīng)用的杰作。根據(jù)目的產(chǎn)品的要求不同同一種物質(zhì)可以用不同的結(jié)晶方法得到不同的產(chǎn)

3、品。例如，蒸發(fā)濃縮可以結(jié)晶析出元明粉，當(dāng)溶液溫度＜32.28℃時(shí)可冷凍結(jié)晶析出芒硝(十水硫酸鈉)。由圖2硫酸鈉溶解度曲線可見(jiàn)當(dāng)溶液溫度＞32.28℃時(shí)，元明粉（無(wú)水硫酸鈉）的溶解度隨溫度變化不大，適合于蒸發(fā)濃縮結(jié)晶；當(dāng)溶液溫度＜32.28℃后，溶解度隨溫度的下降而迅速下降，又很適合冷凍結(jié)晶分離。4、分步結(jié)晶法，此法適用于某些相似鹽溶解度上的差異的情況。由于這種差異，混合物鹽類在固相和溶液相間分配時(shí)，溶解度小的組分便富集于固相，溶解度大的

4、便留于液相中，該法廣泛的用于多種物質(zhì)的結(jié)晶分離。例如，稀土元素復(fù)鹽的分離，此法也可用來(lái)除去雜質(zhì)成分。分步結(jié)晶過(guò)程通常采用蒸發(fā)結(jié)晶或冷凍（冷卻）結(jié)晶。經(jīng)過(guò)分步作業(yè)，會(huì)使一些難溶組分和易溶組份分別富集于流程的首尾部分，成純度較高的產(chǎn)品。原子能工業(yè)中需要含鉿低于0.01%的鋯，就是采用氟絡(luò)合物的分步結(jié)晶法制得的，該法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，不消耗試劑，其缺點(diǎn)是難于實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。５、化學(xué)反應(yīng)結(jié)晶。這是工業(yè)上常用的方法，鈾水冶工藝中沉淀（結(jié)晶）鈾濃縮

5、物就是一種典型的化學(xué)反應(yīng)結(jié)晶過(guò)程。溶液的過(guò)飽和度、攪拌速度、溶劑性質(zhì)、溶液組成和PH值都是直接或間接影響結(jié)晶的因素。結(jié)晶過(guò)程的影響因素很多，當(dāng)過(guò)程條件是最優(yōu)時(shí)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)一個(gè)優(yōu)秀的反應(yīng)設(shè)備。內(nèi)循環(huán)式流化床沉淀設(shè)備是一種先進(jìn)的鈾沉淀設(shè)備，如圖３所示。沉淀塔內(nèi)設(shè)循環(huán)筒，內(nèi)裝攪拌槳，物料在內(nèi)循環(huán)筒中自上向下流動(dòng)，控制攪拌槳轉(zhuǎn)速（物料流速），使粗粒的沉淀可以沉降下來(lái)進(jìn)入塔底的底流中，未沉降的細(xì)顆粒隨物料經(jīng)內(nèi)外筒之間的環(huán)形空間由下

6、向上運(yùn)動(dòng)，在內(nèi)筒頂部又隨液流進(jìn)入內(nèi)筒中。在內(nèi)筒首先與含鈾的酸性溶液相遇，部分超細(xì)粒沉淀立即被酸溶解，這既中和了料液中的余酸（均相中和），避免了局部酸度過(guò)高，又提高了溶液的鈾濃度，為沉淀提供了充足的物料，這些都為沉淀結(jié)晶過(guò)程創(chuàng)造了良好的條件。物料在內(nèi)筒中繼續(xù)下行時(shí)，與沉淀劑氨水相遇，發(fā)生中和沉淀，溶液中的鈾在未溶解的固體顆粒表面結(jié)晶析出，即所謂的二級(jí)成核生長(zhǎng)過(guò)程。長(zhǎng)大的顆粒沉入塔底，定期排除塔外，細(xì)顆粒繼續(xù)循環(huán)、長(zhǎng)大、沉淀。母液自塔頂溢流