唐元晖, 柏元吉, 郭强, 何晓磊, 余立新, 林亚凯, 王晓琳

化工学报 2025, 76 (1): 81-92. DOI:10.11949/0438-1157.20240417

摘要（153）

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高矿化度矿井水具有成分复杂、含盐量高、硬度大的特点，在热法脱盐过程中会产生以CaSO₄为主的无机垢。根据高矿化度矿井水的典型组成，配制含有Ca²⁺-Mg²⁺-Na⁺-Cl^-- $S O 4 2 -$ 的模拟原料液，首先采用恒温溶解法，考察温度为40、50、60、70℃时CaSO₄在Ca²⁺-Mg²⁺-Na⁺-Cl^-- $S O 4 2 -$ 体系的溶解度。结果表明：在40~70℃的范围内，CaSO₄的溶解度随温度的升高而减小，随MgCl₂浓度的增加而增大，随Na₂SO₄浓度的增加而减小。采用Oddo-Tomson饱和指数法，对CaSO₄在热法脱盐过程的结垢趋势进行预测，得到修正的饱和指数（SI）方程，该方程预测结果与65℃下CaSO₄在不锈钢管表面的结垢实验相吻合。且当饱和指数大于0.2时，Ca²⁺-Mg²⁺-Na⁺-Cl^-- $S O 4 2 -$ 体系中的CaSO₄晶体开始在不锈钢管表面析出，最后采用模拟高矿化度矿井水SA和SB的结垢实验说明本方法在实际矿井水应用的可行性和局限性。

水质

矿井水1

矿井水2

油田水1

油田水2

油田水3

海水

K⁺/(mg·L^-1)

—

399

Ca²⁺/(mg·L^-1)

194

562

1587

652

212

412

Na⁺/(mg·L^-1)

1803

—

385

—

10770

Mg²⁺/(mg·L^-1)

289

342

784

385

40.5

1294

Ba²⁺/(mg·L^-1)

—

528

423

80.2

—

Sr²⁺/(mg·L^-1)

—

435

12.

52.4

3.3

COD/(mg·L^-1)

19.92

—

19.92

—

总碱度（以CaCO₃计）/(mg·L^-1)

388

—

150

372

330

300

Cl^-/(mg·L^-1)

1789

1.45

23578

17482

7658

19354

S O 4 2 -

/(mg·L^-1)

1732

1940

75.81

15.2

16.8

2712

7.67

3.38

7.9

7.2

7.3

8.1

含盐量/(mg·L^-1)

5963

2773

30782

25745

14879

35000