冷冻结晶关键技术

工业上的冷冻结晶技术主要是使溶液冷却（冷冻）而达到饱和产生结晶。此法用于溶解度随温度下降而减少的物质，例如：硝酸铵、硝酸钾、氯化铵、磷酸钠、芒硝等，这些物质的溶解度温度系数变化很大，当温度下降后，这些物质的溶解度下降，形成了过饱和溶液，处于热力学不稳定状态，溶质就会自溶液中结晶析出。这些化学物质特别适合于用冷冻结晶法分离之。核工业的铀水冶厂用硫酸提取矿石中的铀时，得到了含铀的反萃取液，从其中沉淀铀后产生了含大量Na2SO4的Na2CO3+NaOH溶液，为了回收这种碱液必须除去其中的Na2SO4，铀工厂就是采用冷冻结晶法。在大约0℃结晶出十水芒硝，过滤分离后，得到的碱液再返回到生产中使用，该过程即回收了碱液降低了工厂生产成本，又回收了有用的副产物芒硝。

在化工企业中，有许多废水是含较高浓度的硫酸钠废水，因含盐量较高无法直接进行生化处理。针对硫酸钠的物料特性，冷冻结晶技术既可以通过蒸发得到无水硫酸钠结晶，又可以通过冷冻得到含十个结晶水的芒硝（即十水硫酸钠）；同时，随着膜浓缩技术的进步，通过膜浓缩可以将原料液及结晶母液浓度提升至15%左右，因此我们采用膜浓缩及冷冻结晶脱硝组合工艺，得到芒硝晶体及膜过滤得到的洁净水。

结晶工艺：系统来料为一定含量的硫酸钠溶液，采用冷冻结晶方式将其中硫酸钠以Na2SO4·10H2O的形式取出，结晶后浓度较低的母液返回前段溶解工序重新参与溶解、结晶。