1495

Кривая давлений водяного пара над мирабилитом (рис. 1.7), кото­ рая показывает, что при уменьшении влажности окружающего воздуха меньше давления диссоциации кристаллы мирабилита теряют кристал­ лизационную воду и покрываются слоем безводного сульфата натрия.

Рис. 1.6. Диаграмма растворимости в системе Na2S04— Н20

Рис. 1.7. Давление диссоциации Na2SO410H2O

Давление пара насыщенных растворов сульфата натрия при высо­ ких температурах:

Растворимость сульфата натрия в насыщенных водных растворах хлорида натрия с повышением температуры непрерывно возрастает вплоть до температуры плавления безводной эвтектики NaCl — Na2S04 (рис. 1.8). При этом максимум давления пара эвтонических растворов тройной системы Na2S04— NaCl — Н20 (228—230 кгс/см2) намного (на 170— 175 кгс/см2) ниже максимума давления пара насыщенных рас­ творов системы NaCl — Н20 (рис. 1.9). На рис. 1.10 приведены изотер­ мы растворимости в системе Na2S04— NaCl — Н20. При 25° С эвтонический раствор, равновесный с Na2S04 и NaCl, содержит 6,85% Na2S04 и 23,14% NaCl, а в равновесии с Na2S04и Na2SO4-10H2O нахо­ дится раствор, содержащий 15,61% Na2S04 и 14,4% NaCl.

Растворимость мирабилита в системе Na2S04— NaOH — Н20 при 25° С имеет минимум (рис. 1.11) и затем плавный подъем к точке пе­ рехода Na2SO4-10H2O в Na2S04, соответствующей содержанию в рас­ творе 7,73% NaOH. Растворимость Na2S04 при 25° С при увеличении концентрации NaOH от 0 до 48% уменьшается от 21,8 до 0,45%.

Гидросульфат натрия NaHS04, бесцветные кристаллы, претерпе­ вает два полиморфных превращения при 140 и 170°С. Показатели

Гидросульфат натрия образует моногидрат NaHS04-H20 — бесцвет­ ные гигроскопические кристаллы. В процессе нагревания моногидрат переходит в Na2S207 по схеме:

NaHS04H20 —=-►NaHS04+ Н20 2NaHS04 — Na2S20 7+ H20

Моногидрат получают растворением мирабилита в 20%-ной серной кислоте с последующим упариванием на водяной бане и охлаждением

Na2SO4 10H2O + H2S0 4= 2NaHS04H20 + 9Н20

а безводную соль получают кристаллизацией из расплава смеси сульфата натрия с концентрированной серной кислотой.

Сульфат натрия применяется в целлюлозно-бумажной и стекольной промышленности, в производстве моющих средств, в цветной металлур-

22

Рис. 1.9. Кривые зависимости давления водяного пара от температуры растворов, насыщенных Na2S04, NaCI и смесью солей (эвтоника)

Рис. 1.10. Растворимость

в системе Na2S04 — NaCI — Н20 при температурах от 0 до 100° С:

Г — галит; М — мирабилит; Т — тенардит

металлургии, а также приме­ няется в качестве реагента для перевода труднорастворимых оксидов в растворимые сульфаты.

Сульфат натрия выпускается согласно требований существующего ГОСТ 6318—88, приведенных в табл. 1.5.

Способы получения мирабилита. Мирабилит в мировой практи­ ке получают главным образом бассейным методом. В зависимости от масштабов производства бассейная система может быть организована одной котловиной или системой бассейнов. Например, для выделе­ ния мирабилита из рапы оз. Кучук в период зимней кристаллизации пользуются единственным бассейном, соединенным с озером кана­ лом, который применяется как для подачи рассолов из озера, так и для обратного слива маточных растворов с производства.

Бассейный метод основан на использовании солнечной энергии для испарения воды в летний период и природного холода для крис­

(рис. 1.12) следует, что точки составов воды океана (1), Средиземного (2) и Черного морей (5), залива Сиваш (4) и Сакского озера (5) не соответст­ вуют условиям получения значительных количеств мирабилита бассей­ ным способом, так как образуются растворы, насыщенные хлоридом на­ трия, которые в процессе дальнейшего испарения и будут

24

ной переработки межкристальных рассолов. Наравне с мирабили­ том получают хлорид натрия, эпсомит и бишофит. Согласно техно­ логической схеме, пять последовательно соединенных основных бассейнов действуют: для обогащения рассолов сульфат-ионом; зимней кристаллизации продукционного пласта мирабилита; летней кристаллизации галита; зимней кристаллизации эпсомита; концент­ рирования рассолов с удалением значительной части оставшихся примесей солей калия, натрия и магния. Конечный хлормагниевый рассол хранят в бассейне.

Один цикл технологии переработки длится два года. Стадия обо­ гащения рассолов вследствие сравнительно высоких зимних темпера­

из первичных рассолов и растворением этого пласта в летнее время в следующем объеме тех же рассолов.

На рис. 1.13 показано направление лучей кристаллизации на солевой проекции диаграммы системы Mg2*, Na+, СГ, SO42' и НгО.

25