盐 来 如 此
成 员：陈伟彬、何一红、林阿滨
指导教师：陈命来
一、课题背景说明：
进入高一年，已经开始接触海水的综合利用，学习和初步了解海水晒盐及制备加碘盐的一些相关知识，同时福建省大型盐场——山腰盐场及省盐业公司直属的晶海轻化有限公司座落在我区，使我们有条件开展这个课题的研究。
二、课题研究的意义：
通过本次课题的研究，体验海盐生产工艺和精盐生产工业，学习与掌握更多盐业相关知识加深对家乡的盐业经济的现状与发展的了解和认识，，进一步拓宽知识面，提高理论联系实际的能力。
三、课题的研究方法：问卷调查法、访谈法、观察法、实践法等
四、课题研究的具体步骤：
1．首先通过上网和查阅有关书籍，收集有关盐业方面的材料，尤其是海盐生产和食盐深加工方面的资料。
2．到盐场的工作场地进行亲身体验，向工作人员询问有关制盐方面的相关知识，更加深入地了解所研究的课题，感受盐工的艰苦劳动。
3．通过实验室做“精盐制备”的实验，亲身体验制盐过程。
4．提出问题并与老师讨论问题。
5．最后归纳，整理所获得的信息，总结。
五、正文：
我国是一个海域辽阔的国家，在这些辽阔的海域中，蕴藏非常丰富的化学资源。
海洋虽然是一个巨大的化学资源宝库，但到目前还没有充分加以利用，许多年来，各国的科学家们为了探索开发海洋资源花费了很多心血，由于开发海洋资源所需的技术比较复杂，成本也比较高。因此，目前海洋资源中能得到工业规模开发的，主要是含量较高，技术难度不太大的几种产品，如NaCl、KCl、MgCl2、Br2、I2等，其中最广泛的就是食盐。
（一）海水晒盐的化学原理
一般海水中水份占96%左右，固体物质的占4%，海水中几种主要元素，所组成的化合物称为盐类，盐类的结晶是溶质从溶液中析出的过程，例如食盐从海水中沉析出来的过程就称为食盐的结晶，它是伴随着溶剂的蒸发而产生的结果，海水中含有Nacl，这是海水之所以能晒出食盐来的主要根据，但是要使食盐从海水中结晶出来且达到一定的数量，一定的纯度，食盐的生产就需要创造一定的条件，这些条件中包含着许多化学原理，有溶液的饱和、溶解度、波美度等，下面我们仔细介绍这一过程中的一些化学原理。
（1）饱和溶液、不饱和溶液和过饱和溶液
我们不断把盐放在水里搅拌，盐便陆续溶解，但最后加到一定数量，盐便不能再溶解，反过来，蒸发海水，水份慢慢地失去，比重渐渐地升高，到一定程度就有氯化钠晶体析出，从这两方面到达的最后状态都一样就是饱和状态，到达饱和状态的溶液叫做饱和溶液，饱和溶液是指在一定温度下，溶液中所溶解的某溶质已经达到最大的限度，若再继续增加，便不能再溶解了，这种溶液叫该溶质的饱和溶液（我们在海盐生产过程中，要求饱和卤进坎，所指的氯化钠达到饱和）。已经超过饱和，但是还没有开始结晶析出盐的溶液，叫做过饱和溶液。
卤水达到饱和后，往往还不能立即结晶出盐来，只有超过了它的饱和点才能析出结晶。因此，溶液达到了某盐的饱和点之后，直到它开始析出结晶的时候，还要经过一个过饱和的阶段。
卤水里盐的结晶与溶解这对矛盾是存在于整个盐结晶生成过程的始终，盐结晶中的分子或离子，有溶入溶液中的倾向，而卤水中的盐分子或离子，也同时有脱离卤水而组成结晶的倾向，随着水分的不断蒸发，卤水浓度超过盐的饱和点时，盐分子或离子的结晶速度便超过了从结晶溶解出来的速度，所以盐不断地从卤水中结晶出来，反之，如果卤水比重还没有达到饱和的程度，盐分子或离子溶解的速度超过结晶的速度时，便会发生化盐的现象（下雨，低浓度进坎，早上有露水）。
（2）溶解度
为什么各种盐类开始析出时的比重不一样，这是因为各种盐类在水里的溶解度不同所致。
溶解度有两种表示方法：①在一定温度下，某种物质在100克的溶剂中所溶解的最多克数，这种克数的多少，便叫做某物质在这种温度条件下的溶解度，例如，氯化钠在20℃时，在100克的水是最多能溶解35.9克，所以说，20℃时NaCl在水中的溶解度是35.9克/100克水。②在一定的温度下，每100克溶液中所能溶解某物质的最多克数，叫做该物质在这种温度下的溶解度。例如：在20℃时100克的氯化钠饱和溶液中含有26.4克氯化钠，我们便说：氯化钠的溶解度26.4克/100克溶液。
海水中主要盐分在水中的溶解度（克/100克溶液）的表格：
|
盐分溶 解度 |
CaS04 |
Nael |
MgS04 |
MgCl2 |
Kcl |
Na2S04 |
|
0 |
0.176 |
26.3 |
20.4 |
34.6 |
22.2 |
4.5 |
|
10 |
0.193 |
26.3 |
23.6 |
34.9 |
23.8 |
8.2 |
|
20 |
0.202 |
26.4 |
26.2 |
35.3 |
25.5 |
16.1 |
|
30 |
0.210 |
26.5 |
29.0 |
35.9 |
27.2 |
28.1 |
|
40 |
0.211 |
26.7 |
31.3 |
36.5 |
28.7 |
32.5 |
（3）波美度
在浓缩海水制盐的过程中，海水和卤水的比重变化在1～1.25之间，如用比重来表示其数值的相对变化不大显著，制盐工业上采用波美度计测定比重衡量卤水的浓度变化既快速又方便。因此，就采用波美度来表示海水和卤水的浓度，波美计是比重表的一种，目前，他们用波美度为（0～35）。
|
比重 Be′ |
26.25 |
27.00 |
28.50 |
30.20 |
32.40 |
35.00 |
|
氯化钠累计 析出量公斤 |
3.261 |
12.911 |
20.807 |
23.431 |
25.703 |
27.107 |
|
氯化钠累计 析出率（%） |
10.98 |
43.48 |
70.07 |
78.91 |
86.56 |
91.28 |
蒸发1立方米海水至各种不同比重时盐类分离顺序表
|
比重波美 （21℃时） |
母液生成量 （升） |
析出的盐类量（公斤） |
||||||||
|
Fe203氧化铁 |
CaC03 碳酸钙 |
CaS04 硫酸钙 |
NaC1 氟化钠 |
MgS04 硫酸镁 |
MgC12 氯化镁 |
NaBr 溴化钠 |
KC1 氯化钾 |
合计 |
||
|
3.50 |
1,000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7.10 |
533 |
0.003 |
0.064 |
/ |
/ |
/ |
/ |
/ |
/ |
0.067 |
|
11.50 |
316 |
/ |
痕迹 |
/ |
/ |
/ |
/ |
/ |
/ |
痕迹 |
|
14.00 |
245 |
/ |
痕迹 |
/ |
/ |
/ |
/ |
/ |
/ |
痕迹 |
|
16.75 |
190 |
/ |
0.053 |
0.560 |
/ |
/ |
/ |
/ |
/ |
0.613 |
|
20.60 |
144.5 |
/ |
/ |
0.562 |
/ |
/ |
/ |
/ |
/ |
0.562 |
|
22.00 |
131 |
/ |
/ |
0.184 |
/ |
/ |
/ |
/ |
/ |
0.184 |
|
25.00 |
112 |
/ |
/ |
0.160 |
/ |
/ |
/ |
/ |
/ |
0.16 |
|
26.25 |
95 |
/ |
/ |
0.050 |
3.261 |
0.004 |
0.008 |
/ |
/ |
3.324 |
|
27.00 |
64 |
/ |
/ |
0.148 |
9.65 |
0.013 |
0.036 |
/ |
/ |
9.846 |
|
28.50 |
39 |
/ |
/ |
0.070 |
7.896 |
0.026 |
0.043 |
0.072 |
/ |
8.108 |
|
30.20 |
30.2 |
/ |
/ |
0.014 |
2.624 |
0.017 |
0.015 |
0.036 |
/ |
2.706 |
|
32.40 |
23 |
/ |
/ |
/ |
2.272 |
0.025 |
0.024 |
0.052 |
/ |
2.373 |
|
35.00 |
16.2 |
/ |
/ |
/ |
1.404 |
0.538 |
0.027 |
0.062 |
/ |
2.031 |
|
析出盐类合计 |
0.003 |
0.117 |
1.748 |
27.107 |
0.624 |
0.153 |
0.222 |
/ |
29.974 |
|
|
母液中的残存量 |
/ |
/ |
/ |
2.589 |
1.855 |
3.164 |
0.330 |
0.534 |
8.472 |
|
|
海水1立方米中的盐类 合计 |
0.003 |
0.117 |
1.748 |
29.696 |
2.479 |
3.317 |
0.552 |
0.534 |
38.446 |
|
|
原海水1立方米中的盐类合计（根据直接分析） |
0.003 |
0.117 |
1.76 |
30.183 |
2.541 |
3.302 |
0.57 |
0.518 |
38.994 |
|
|
误差 |
/ |
/ |
-0.012 |
-0.487 |
-0.062 |
0.015 |
-0.018 |
0.016 |
-0.548 |
|
从表中我们可以查到NaCl结晶到28.5°Be′析出20.807，析出率70.07%，所以26-28.5°Be′是NaCl结晶析出的高峰期，当然到28.5°Be′，如硫酸钙、硫酸镁、氯化镁也有少量析出，但相比之下此阶段这些杂质所占的比例比较小。可知26-28.5°Be′是析出NaCl晶体的最佳时期。
此外，还有苦卤附在NaCl晶体的表面上，随食盐归到大坨，当大坨食盐表面的水分蒸发后，苦卤中的盐类就结晶析出。增加杂质，所以小坨淋卤也可以提高盐质。
（二）海水晒盐的生产工艺
上面我们着重介绍了制盐过程中的一些化学原理，下面结合我们的实地参观山腰盐场的经历，介绍海水如何晒出食盐的，即粗盐的获得。
日光照射 风力蒸发
海水蓄水池
日光、风力 旋 盐 扒 盐 排除苦卤或循环到1-2蒸发池
结晶池 结晶析出NaCl晶体+苦卤 小坨
向庄技术员了解得知，要提高粗盐中氯化钠的质量，关键工序是排除苦卤水，苦卤没排出，苦卤短循环影响质量。在同等条件下，控制海水波美度是产量的关键，卤源少就会引起操作混乱，不能低浓度进坎。
特色生产工艺——旋盐技术介绍。山腰盐场有一种首创的技术，旋盐技术。当盐的晶体生长过程，盐粒的近周围钠离子和氯离子减少，钠离子和氯离子活动性和结合能力很强，如果盐粒周围缺乏氯离子和钠离子，就必然和镁离子、硫酸根等杂质结合，而影响食盐晶体质量，而旋盐能使卤水中氯和钠起调剂作用，这样均匀了氯离子和钠离子的分布，有利晶体的纯度，旋盐会引起盐的机械碰击振动，这样使盐粒多形成单一晶体和比较小的连生晶体，晶体空隙小，夹带母液量也就少，这样结晶出的盐，更洁白、更细、更纯，有利于提高盐的质量。
（三）由粗盐制备食用碘盐
现在市场上主要海盐有两种，一是日晒食用盐，二是精制食用盐（自然盐），下面介绍工厂如何将粗盐制得成品盐的。
日晒食盐的生产工艺流程图：
自然盐（精制盐）生产工艺流程图：
六、收获与感受：
通过这次研究性学习活动，我们明白了看似简单的事情，其实不简单；简单的晒盐，就涉及到溶解度、饱和溶液、波美度、结晶与除杂提纯等化学上的知识，由粗盐制加碘食用盐，原理实际上就是往食盐中添加一定量碘酸钾，经过这次亲身体会，原来有这么多复杂的工序。
总的来说，我们学到了更多有关盐业方面的知识，开拓了自己的视野，也增长了见识，增强了勤于思考的思维习惯，脚踏实地，认真负责的态度。
陈伟彬、何一红、林阿滨
2007年10月至