海盐精制工艺过程研究(6)
方法一：用硅酸钠除去盐中的钙镁从而达到净化盐的效果。通过配比不同重量钙镁的氯化钠溶液，分析溶液中的钙镁重量比与去除钙镁百分数之间的关系。
实验方法如下：将盐配成百分之二十五的溶液，过滤、定容。分析其中的钙镁含量。取100mL溶液，加入相当于去钙镁离子理论的硅酸钠的量。通过文献得知，氯化钠溶液中所含钙镁的配比对去除钙效果影响很大，对除镁的效果影响很小。溶液中的Ca、Mg含量重量比为2:1时，生成的大分子化合物中Ca、Mg的克原子比为1。实验证明溶液中的Ca、Mg重量比在2:1与1:2之间，所形成的大分子化合物比表面积大，易沉降、过滤、分离[11]。
根据文献，因硅酸钠与钙镁的反应是吸热反应，所以沉淀时必须先将溶液加热到95℃左右再加入沉淀剂，并再保温半小时，以保证反应完全。
沉淀时溶液的pH为6左右为好，若pH较小沉淀不完全，pH较大易形成Mg(OH)2沉淀，不易沉降过滤。
加入净化剂的量：从有利于反应平衡，加稍过量的净化剂，是能提高净化效果。但为了尽量少引入其它的杂质，若能保证产定的净化效果，最好不加过量的净化剂。但如果盐中含钙量较多且Ca、Mg配比较小时，为保证除Ca的效果可加稍过量的硅酸钠。
方法二：盐水中Ca2+通过与Na2CO3作用生成CaCO3沉淀分离，Mg2+是通过与NaOH作用生成Mg(OH)2沉淀分离。反应剂用量既要使Ca2+、Mg2+ 能完全作用，但又不能过量太多。过量太多不仅增加生产成本，也对反应速度影响很大，甚至会产生副作用。假如NaOH过量，会使生成的Mg(OH) 2呈胶状物难以沉淀，且会使盐水中可能含有的Al3+、Si2+ 两性离子形成可溶性碱式盐而不利于沉淀。一般控制过碱量范围为: NaOH0.1～0.4g/L，Na2CO30.25～0.5g/L。其中Na2CO3 应先加入与Ca2+反应生成沉淀，有利于形成CaCO3沉淀晶核，使Mg(OH) 2聚集其上产生共沉淀，同时Na2CO3与Ca2+反应速度较NaOH与Mg2+反应速度慢也是一个原因。
为了保证Ca2+、Mg2+能很好地沉淀，化盐水温度控制也很重要，一般应控制在60～65℃，否则不利于反应速度或不利于沉淀下沉[12]。沉淀中普遍采用返回盐泥和助沉剂来提高沉降效果。目前国内大多用聚丙烯酸钠溶液作为助沉剂，由于它对钙镁沉淀及机械杂质有很好的吸附能力，能产生大的絮凝团。加快沉淀速度，能很好地提高盐水质量。
（3）钾离子的去除
无机化合物氯化钠和氯化钾在水中的溶解度随着温度(℃)的增加而溶解度的变化大不相同。
随着温度的增高，KCl的溶解度有明显的增加，而NaCl的溶解度变化很小[13]，所以我们在浓缩后，通过冷却、吸滤，将母液弃之，以达到除掉钾离子的目的。
通过氯化钠和氯化钾在水中的溶解度的不同去除钾离子，不但在实验中方便操作，而且避免了为了去除钾离子而带入的外来杂质离子的可能。
2.2.3 浓缩过程中pH值的控制
在氯化钠提纯的实验中，其最终产品为纯净的氯化钠，它是强酸强碱盐，其水溶液pH值应该为7呈中性。从化学平衡溶液中H2CO3、HCO3-、CO32-的浓度比值与pH值关系的报道中得知，之所以在提纯过程中要控制pH值约为2～3，这实质上是去除过多的CO32-。CO32-是二元弱酸H2CO3在水溶液中的三种物种中的一种，二元弱酸H2CO3在水溶液有H2CO3、HCO3-、CO32-三种物种，它们的总浓度为C，即C=[H2CO3]+[HCO3-]+[CO32-]，并且各物种分布分数之和等于1。
当pH=2～3(提纯条件)时，溶液中主要H2CO3的形式存在，CO32-几乎微乎其微，而加热时H2CO3将转化为CO2而放出，最终使其提纯的氯化钠溶液显中性[14]。
2.3 实验最终方案的确定
从经济、反应的难以程度、效果等角度综合考虑，最终选择了以海盐的纯化原理为基础，并且结合所学的化学知识和一定文献，确定了最终的实验方案。
下一篇：室温固相法合成稀土三元配合物