元明粉是芒硝脫水后的結晶體，其主要成分為含水硫酸鈉(Na2SO4 10H2O)，為一堿金屬鹽類，能以結晶水合物形成自水溶液中析出。

　　【摘 要】元明粉(也稱玄明粉)就芒硝脫水后的結晶體，我國芒硝資源十分豐富，總儲量在100億噸以上，居世界首位[1]。元明粉作為基礎化工原料，廣泛應用于合成洗滌劑、印染、玻璃、造紙、硫化堿、泡花堿等行業，同時還是醫藥、食品添加劑、硫酸鋇、硫酸鉀生產的原料[2]，本文就元明粉的生產方法進行了分析。

　　【關鍵詞】高工論文發表,元明粉,全溶蒸發脫水法,五效逆流強制循環真空法

　　0 前言

　　元明粉的主要用途表現為：化學工業用作制造硫酸鈉，硅酸鈉及其他化工產品;洗滌工業合成洗滌劑的填充材料;造紙工業用于制造硫酸鹽紙漿時的蒸煮劑;玻璃工業用以代替純堿，做助溶劑;紡織工業用于調配維尼綸紡絲凝固劑;用于有色金屬冶金、皮革等方面，應用十分廣泛。

　　1 生產工藝研究

　　目前，生產元明粉的工藝方法多種多樣，常見的有以下三種：全溶蒸發脫水法，四效蒸發末效二次蒸汽余熱化硝法，井下硐室水溶法等。隨著工業生產的不斷發展，工藝的不斷改善、不斷進步，各個生產廠家經過不斷地摸索，研究，在前人的基礎上加以改進，最終變成適合自己的生產工藝。五效逆流強制循環真空蒸法就是其中之一，此法因地制宜，融合多種方法的優點，符合國家倡導的環保、節能，對環境實現零排放的高生產工藝流程。

　　1.1 全溶蒸發脫水法

　　此方法由天然芒硝制備元明粉，適于小規模生產。但煤耗高，產率低。基本流程即蒸汽和天然芒硝作用，使芒硝溶化，之后進行澄清(除殘渣)。濾液經蒸發處理，離心分離，最后熱風干燥得到成品(圖1)。

　　圖1

　　1.2 四效蒸發末效二次蒸汽余熱化硝法

　　該生產工藝在全溶蒸發脫水法的基礎上進行了改進，其流程如下圖。原料水硝后，經熱融、凈制、蒸發、離心分離，最后干燥得到成品。此法將末效二次蒸汽用來化硝，降低能耗。同時使各效間存在壓差，不需額外動力，減少了不必要的工序。此外化硝減少了開口蒸發的蒸汽損失，操作環境好，利于減少Mg、Ca雜質量(圖2)。

　　圖2

　　1.3 井下硐室水溶法

　　原理是：先生產無水Na2SO4生產蒸發工藝中所用到的粗硝水，然后經過蒸發、離心分離等程序進行加工生產。但其中含有的Mg和Ca將影響后期產出的元明粉質量。故欲得到高質量的元明粉，需先除去Mg和Ca，此法生產不受季節限制，但前期投入較多[3]。

　　1.4 五效逆流強制循環真空法

　　此法在四效蒸發的基礎上再次加強，并利用硝漿泵強制將物料進行逆流流動，同時運行的還有與硝漿對流的蒸汽，使物料不斷結晶析出。蒸汽用循環冷凝水冷卻，期間會形成真空，其中的不凝氣經真空泵排除。此法所用的硝水直接由高壓法溶解地下層的得到，蒸汽和硝水呈逆流，經各效蒸發器反應得到產品，所析出的結晶排至產品罐(圖3)。此法能耗低，不受季節生產影響，最后生產過程中得到的殘渣排至硐室，既保證地層的穩定不下陷，同時保證對環境的絕對無污染。

　　圖3

　　原料硝漿水水是來自精制過之后的硝水。硝水最先運用高壓法從2000多米的地底抽出，并經過精制，提純，去雜質，然后由硝漿泵泵入蒸發室進行加熱，當加熱濃度達到一定值后轉入四效蒸發罐加熱蒸發，直至最終固液比達到10%～20%，進行排料。排料送至離心分離工段進行離心分離，離心分離出來的濕性物料送去干燥，干燥完成后進行包裝，成品。進入倉庫，堆放。

　　五效逆流強制循環真空法的優點主要體現在：隨著液料組成提高，溫度相應提高，黏度變化小，各效傳熱系數變化不大，可充分發揮設備潛力;完成液排出溫度較高，可利用顯熱在減壓下閃蒸增濃，提高完成液組成;經濟性高，蒸發強度大，溶液的溫度差損失小。

　　2 結論

　　以上對元明粉的幾種生產方法進行了比較。目前，五效逆流強制循環真空法生產元明粉是由工藝技術人員根據生產要求和國家相關規定所采用的最適合自身條件的方法。對比于其他幾種方法，五效逆流強制循環真空法采用五效外加熱逆流強制循環真空蒸發制硝流程，蒸發經濟達到3.55左右，從而得到大的節能效果，生產回收冷凝水余熱。真空冷卻系統采用噴射式混合冷凝器與水噴一蒸射配套新工藝，增加蒸發系統運行總有效傳熱溫差，減少動力消耗。實現熱電聯產，提高了熱能利用率，避免了熱損失，在很大程度上節省了能量的消耗。綜合以上幾方面條件，五效逆流強制循環真空法體現了工藝技術先進、節能環保、生產成本低、綜合技術經濟指標最佳的。因此，五效逆流強制循環真空法生產元明粉，是目前我國合適的生產工藝，且具有良好的經濟效益。

　　【參考文獻】

　　[1]化工百科全書(17)[M].北京：化學工業出版社，1998：601-607.

　　[2]李軍，吳林茂，王玉萍.中國元明粉行業現狀及發展趨勢[J].鹽業與化工，2008.

　　[3]王柏昆.我國元明粉的生產技術研究現狀[D].中國地質大學(北京)材料科學與工程學院.