Интересные вопросы по химической инженерии – 5: Почему гипс в морской воде плохо оседает? Уже есть стандартный ответ

Лично я считаю, что это связано с совместимостью подобных веществ. В морской воде также содержится большое количество ионов хлора и натрия; кальций хлорид и натрий сульфат легко растворяются в воде

Наверное, влияют и другие компоненты

Последнее изменение в этом посте было сделано yjqin1 24.08.2015 в 21:40. Стандартный ответ: основным неорганическим солем в морской воде является хлорид натрия. Когда концентрация хлорида натрия значительно превышает концентрацию кальция сульфата, растворимость кальция сульфата увеличивается. Максимальная растворимость кальция сульфата достигается, когда концентрация хлорида натрия в водном растворе (например, в концентрированной морской воде) составляет 12%. При концентрации обычной морской воды с содержанием соли 3,1% до примерно 12,5% растворимость кальция сульфата достигает своего максимума ； Но, к счастью, в соленой воде больше невозможно удерживать кальций сульфат. При незначительном её концентрировании кальций сульфат оседает. Если говорить на языке физико-химии, то в определенном диапазоне концентраций увеличение концентрации хлорида натрия снижает коэффициент активности кальция сульфата. Конкретная теория? Люди, занимающиеся термодинамикой химических процессов, постоянно ею занимаются.

После достижения содержания соли 12,5% добавляют твердую соль; при этом происходит ее растворение, в результате чего образуется гипс

Вы имеете в виду хлорид натрия — твердую соль здесь? Или кальций сульфат (культивирующие кристаллы)?

Если у учителя будет время, пусть поможет с этим вопросом: Обсуждение технологии мембранного разделения http://bbs.hcbbs.com/thread-1430726-1-1.html (Источник: форум HaiChuan Chemical)

Как обработать сточные воды, содержащие 17% бромида натрия? http://bbs.hcbbs.com/thread-1365773-1-1.html (Источник: форум HaiChuan Chemical). Пожалуйста, продолжайте помогать

Добавление хлорида натрия возможно, однако его количество относительно велико:D

На самом деле, согласно диаграмме фаз, снижение содержания хлорида натрия эффективнее, чем его увеличение. Только вот нет технологий, которые могли бы это сделать. С практической точки зрения добавление хлорида натрия не имеет особого смысла. Но это же Бог дал возможность поесть. Если концентрация хлорида натрия не влияет на растворимость кальция сульфата, а концентрации ионов кальция и сульфат-ионов в морской воде остаются прежними, то индустрия опреснения морской воды была бы невозможна. Почему? Если сульфат кальция в морской воде постоянно и везде находится в состоянии насыщения, то невозможно использовать мембраны для обратного осмоса, а также методы многократной испарения и многоступенчатого флэш-вспенивания. Вскоре они все будут уничтожены кальцийсульфатом. К счастью, растворимость кальция сульфата в морской воде, концентрированной примерно в 3,8 раза, наибольшая, поэтому с помощью многократного испарения, многоступенчатого вспышечного испарения и обратного осмоса удается достичь коэффициента восстановления пресной воды в размере 40–60%. Однако, в любом случае, наличие кальция сульфата затрудняет использование концентрированной морской воды. Потому что, начиная с осаждения кальция сульфата в соленой воде с плотностью около 12,5 по шкале Боме, следует иметь в виду, что при концентрации до уровня около 25 по этой же шкале начинает оседать хлорид натрия, тогда как кальций сульфат (гипс) продолжает выполнять свою роль на протяжении всего процесса концентрирования морской воды.

Кроме того, я даже сомневаюсь, можно ли с помощью электродиализа из концентрированной морской воды выделить двухвалентные ионы кальция и ионы сульфатов. Здесь речь идет о понятии ионной мобильности. Как правило, у однозарядных ионов, таких как ионы натрия и хлора, значение ионной мобильности велико, поэтому они быстро двигаются под действием электрического поля. Однако ионы кальция и сульфат-ионы двигаются медленнее. Если морскую воду концентрировать методом обратной осмоса почти вдвое, а затем с помощью электродиализа удалить хлорид натрия, то останутся сульфат-ионы и ионы кальция. В таком случае не будет ли образовываться осадок сульфата кальция? Это что, эквивалентно удалению хлорида натрия? Я тоже обратился за советом к специалисту.

Кроме того, наша компания самостоятельно разработала специальную мембрану для нанофильтрации. Особенностью этой мембраны является отсутствие четкой способности к разделению ионов кальция и натрия; следовательно, при обработке морской воды она не обеспечивает высокого уровня задержки ионов кальция； Однако ионы хлора и сульфатов обладают высокой разрешающей способностью: при обработке морской воды уровень удержания ионов сульфатов превышает 98%, тогда как ионы хлора практически не удерживаются. Такие специальные мембраны для нанофильтрации используются для обработки соленой морской воды; по сути, они позволяют «разделить» кальций сульфат. Разве это не потрясающе? В будущем для опреснения морской воды и комплексного использования морских ресурсов от него будет зависеть всё.

Концентрация хлорида натрия в морской воде влияет на растворимость кальцийсульфата в ней.

В растворе, используемом для производства соли в вакуумных условиях, концентрация хлорида натрия достигает 32%. Предполагается, что в таких условиях растворимость кальцийсульфата является максимальной. Однако содержание гипса в растворе не превышает 700 мг/л. К тому же хлорид натрия и гипс представляют собой твердые минералы, которые встречаются вместе.

Исправление выше: растворимость хлорида натрия составляет 27% по весу, или 310–320 г/л； Растворимость хлорида кальция выше, чем у сульфата кальция.