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煤化工的高耗水、高污染一直是煤化工发展的瓶颈问题,随着全球范围内对环境保护及废水回收领域的逐渐关注,使得煤化工高盐废水的处理也受到越来越多的关注,也成为现今研究的热点。本文以宁夏某厂的煤化工高盐废水为研究对象,分析其成分、组成特点并进行分质提盐研究。首先,在热力学基础数据测定的基础上,对硫酸钠和氯化钠结晶工艺进行研究,然后进行实验并设计小试。然而化学需氧量(COD)不仅会对热力学数据产生影响,也会影响结晶盐的品质,降低产品纯度与产品粒径。本文选取了三种有机物邻苯二甲酸氢钾、苯酚、醇类来探究COD对硫酸钠和氯化钠热力学数据及结晶的影响。研究表明在含有邻苯二甲酸氢钾的溶液中Na2SO4和NaCl的溶解度都会受到影响,溶液COD值从528.26 mg·L-1增加至5267.6 mg·L-1时,Na2SO4的溶解度质量分数从32.70%增加至34.74%,NaCl的溶解度质量分数从26.36%略有下降至26.18%,饱和溶液的密度值与黏度值也逐渐降低,Na2SO4饱和溶液的密度值从1.3286g·cm-3降至1.3261 g·cm-3,黏度值从2.7600mPa.s降至2.6601 mPa·s,pH值随着COD值的增加逐渐降低。COD值为528.26 mg·L-1时,NaCl饱和溶液的pH值为3.274,Na2SO4饱和溶液的pH值为4.125,COD值为5267.6 mg·L-1时,NaCl饱和溶液的pH值降至2.974,Na2SO4饱和溶液的pH值降至3.606。在含有苯酚、醇类的溶液中,COD值分别为2628.5 mg·L-1和2625 mg·L-1,测定硫酸钠-氯化钠-水体系相平衡数据,并与COD值为2678.8 mg·L-1的含邻苯二甲酸氢钾溶液中相平衡数据作对比,发现溶解度曲线几乎重合,饱和溶液的密度与黏度曲线变化趋势相同。其次探究了有机物对Na2SO4和NaCl结晶的影响。通过对晶体进行粒径与晶型分析,发现有机物邻苯二甲酸氢钾对Na2SO4和NaCl晶体的生长有促进作用,得到的晶体粒径大而且均匀,平均粒径分别为1240 μm和660 μm,当溶液中不存在有机物时,得到的Na2SO4和NaCl晶体粒径分别为654 μm和449 μm,邻苯二甲酸氢钾使得晶体粒径分别增长89.60%和46.99%。有机物苯酚和醇类则会抑制晶体的生长,在含有苯酚的溶液中,得到的Na2SO4晶体和NaCl晶体平均粒径分别为524 μm和447 μm,在含有醇类的溶液中,晶体平均粒径分别为495μm和287μm,均小于无有机物时得到的晶体粒径。Na2SO4晶体和NaCl晶体晶系分别为三斜晶系和正交晶系,有机物存在时没有发生改变。最后,进行相图分析探究结晶硫酸钠和氯化钠的工艺,使用FBRM技术指导优化工艺并设计小试流程。制定工艺流程为首先蒸发浓缩高盐废水,然后在343.15 K下等温蒸发结晶硫酸钠,再将母液冷却至273.15 K得到十水硫酸钠产品,最后将剩余母液在343.15 K再次等温蒸发得到氯化钠产品,最终只产生少量渣盐。对整个流程进行物料衡算,硫酸钠与氯化钠理论收率分别达到96%和58%,实现渣盐减量排放84%,然而由于实验中存在损失,实际收率略低于理论收率。由配制高盐废水得到的硫酸钠产品与氯化钠产品分别符合GB/T 6009-2014中Ⅱ类一等品标准,纯度≥98%和精制工业盐一级标准,纯度≥98.5%。实际废水未经预处理结晶提取的Na2SO4纯度大于80%,平均粒径68.5 μm。