芒硝蒸發結晶工藝分兩步：先冷凍結晶得到十水硫酸鈉（芒硝），再熱融蒸發結晶制無水硫酸鈉（元明粉）。核心設備為“冷凍結晶器+強制循環蒸發器”，流程與要點如下：

一、冷凍結晶（制芒硝）

1.條件：將含Na?SO?80–150g/L的溶液冷卻至0–10℃，利用溶解度陡降析出Na?SO?·10H?O；0℃時溶解度僅5g，收率>90%。

2.設備：多采用HFC（HorizonFreezeCrystallizer）或OSLO冷卻結晶器，外冷式循環，晶漿從錐底排出，母液溢流返回。

3.關鍵點：

控制冷卻速率1–2℃/min，防“爆發成核”，定期反沖外冷器，防CaSO?、Mg(OH)?結垢，離心后芒硝純度≥98%，游離水<6%。

二、熱融蒸發結晶（制無水硫酸鈉）

1.熱融：芒硝在70–80℃失去結晶水，變成無水Na?SO?晶體與近飽和溶液的晶漿。

2.蒸發：晶漿泵入強制循環（FC）三效或MVR蒸發器，常壓或微負壓下維持料溫80–95℃，蒸發水分使Na?SO?過飽和并繼續長大晶體；蒸發強度12–15kg/m2·h。

3.分離干燥：當固含量達25–30%時放料，經稠厚器+推料離心機脫水，濕料含水≤5%；再經流化床干燥（120℃）得元明粉，白度≥82，滿足GB/T6009Ⅱ類合格品。

4.母液循環：離心母液返回蒸發器，雜質富集后少量外排至雜鹽干化單元，確保系統Cl?、有機物不累積。

三、能耗與防腐

MVR+冷凍聯合，噸產品蒸汽消耗<0.35t，電耗≈55kWh/t

與物料接觸部位統一采用2205雙相鋼或304/316L，防止酸性CaCl母液點蝕

四、流程簡圖

原水→預處理（軟化、除碳）→冷卻結晶器（0–10℃）→離心得芒硝→熱融罐（70–80℃）→強制循環蒸發器→離心→干燥→包裝元明粉

母液→雜鹽蒸發→干化（危廢）

該“冷凍+熱融蒸發”組合已在國內煤化工、鋰鹽、制藥高鹽廢水零排放項目中穩定運行，產品可作為工業級無水硫酸鈉外售，實現鹽資源化。