對(duì)一起鹽水質(zhì)量事故的分析

占潔

（甘肅稀土集團(tuán)金熊貓有限責(zé)任公司，甘肅 白銀 730922）

對(duì)一起鹽水質(zhì)量事故的分析

占潔

（甘肅稀土集團(tuán)金熊貓有限責(zé)任公司，甘肅 白銀 730922）

分析了離子膜燒堿生產(chǎn)過程中鹽水進(jìn)入大量鹽酸導(dǎo)致槽電壓升高的原因分析及應(yīng)對(duì)措施。

酸性鹽水；離子膜電槽；pH值；槽電壓

甘肅稀土集團(tuán)金熊貓有限責(zé)任公司燒堿廠離子膜法燒堿投產(chǎn)于2011年3月，至今運(yùn)行了兩年多。該離子膜電槽是高電流密度、自然循環(huán)復(fù)極槽nBiTAC98，有98個(gè)單元槽。2011年9月21日因鹽水中加酸閥門長(zhǎng)時(shí)間沒關(guān)，致使鹽水中進(jìn)入了大量酸，造成進(jìn)槽鹽水金屬離子超標(biāo)嚴(yán)重，使槽電壓迅速升高，電流效率下降，給離子膜法燒堿生產(chǎn)造成了很大的負(fù)面影響。經(jīng)及時(shí)有效的采取措施，槽電壓在其后的幾日內(nèi)逐步恢復(fù)，經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行電流效率有了一定的提高。現(xiàn)將造成此次槽電壓升高的原因及事后采取的補(bǔ)救措施分析總結(jié)如下。

1 事故經(jīng)過

2011年9月21日大夜班接班后0：00點(diǎn)，DCS崗位操作工發(fā)現(xiàn)一次鹽水輸送不穩(wěn)定導(dǎo)致V-1401pH值波動(dòng)較大，pH值一直上升，DCS操作工緩慢將AICV-1401閥門開度開到100%時(shí)，pH值仍顯示10.325，DCS工告知現(xiàn)場(chǎng)巡檢工，現(xiàn)場(chǎng)巡檢工將AICV-1401旁通閥打開，2：06分，化鹽由于管道出現(xiàn)故障停止輸送鹽水，DCS工關(guān)閉AICV-1401自控閥，巡檢工接到通知幫助化鹽處理一次鹽水管道，忘記關(guān)閉AICV-1401旁通閥，6：30分DCS工發(fā)現(xiàn)槽電壓持續(xù)上升，DCS工告知相關(guān)人員查找原因，當(dāng)取二次鹽水送樣ICP分析后，二次鹽水鈣、鎂嚴(yán)重超標(biāo)，同時(shí)，鹽水嚴(yán)重過酸，9：21分被迫停車處理。

2 槽電壓迅速升高的原因分析

（1）當(dāng)班巡檢工在一次鹽水停送后沒及時(shí)關(guān)閉AICV-1401旁通閥，同時(shí)DCS操作員也沒及時(shí)發(fā)現(xiàn)和關(guān)注V-1401PH值的變化，導(dǎo)致長(zhǎng)達(dá)1小時(shí)30分鐘往V-1401鹽水中大量加酸；

（2）螯合樹脂塔吸附離子的pH值范圍是8.5～9.5之間，pH值過低螯合樹脂塔不但不吸附金屬離子，而且將已經(jīng)吸附的金屬離子脫吸到鹽水中，造成

鹽水中的金屬離子嚴(yán)重超標(biāo)；

（3）當(dāng)陽極液中酸度突然增大時(shí)，離子膜會(huì)被酸化，使膜的陽極側(cè)磺酸樹脂層組織被破壞，磺酸層膨脹、羧酸層收縮，使兩層分離，并在分離處使離子膜產(chǎn)生水泡。另外，若陽極液酸度過高，陽極室H+穿過膜向陰極室遷移，會(huì)使離子膜由-COONa型變成-COOH型，即膜被氧化，槽電壓會(huì)急劇升高，使膜內(nèi)部因過熱蒸汽壓力過大而發(fā)生水泡。過高的酸度還可能使離子膜失去選擇性離子交換功能，不但槽壓要急劇升高，而且電流效率也要顯著下降。若短時(shí)間膜沒出現(xiàn)水泡、孔洞，日后處理還有可能恢復(fù)；

（4）當(dāng)鹽水中的酸度過高，鹽水中的一些金屬變成離子生成沉淀，堵塞通道使槽電壓升高，電流效率下降。

進(jìn)入電解槽的鹽水質(zhì)量對(duì)離子膜的使用壽命、槽電壓、電流效率及產(chǎn)品質(zhì)量有著重要的影響。鹽水中的雜質(zhì)含量及其對(duì)離子膜的影響見表1。

3 采取的措施

（1）鹽水排放，將V-1401儲(chǔ)槽酸濃度較高的鹽水打到化鹽配比使用，將化鹽打來的新鮮鹽水調(diào)和V-1501儲(chǔ)槽鹽水pH值為中性；

（2）樹脂中毒要進(jìn)行倍量再生，將酸洗和堿洗的時(shí)間加倍；

（3）開始洗膜。陽極側(cè)將二次鹽水流量慢慢調(diào)節(jié)到24 m3/h除游離氯為0，配制200 g/L淡鹽水置換電槽1 h，陰極側(cè)槽溫降至≤40℃，氯氣平壓，氫氣為500 mm H2O后排液，先排陽極液3 min后再排陰極液，陰極側(cè)配制濃度為2.5%～3.5%的堿液充液溢流后堿溫度升至50～60℃開始循環(huán)洗槽。循環(huán)洗槽時(shí)，陽極側(cè)每2小時(shí)補(bǔ)充純水一次。每6個(gè)單槽為一組槽壓，一共17組，洗槽前第一組槽電壓最高5.2V，第8組槽電壓最低0.87 V，洗槽36 h后第一組為0.56 V，其他各自已經(jīng)為0，洗槽結(jié)束，開始充液準(zhǔn)備開車；

表1 鹽水中的雜質(zhì)含量及其對(duì)離子膜的影響

（4）開車后槽電壓大幅度下降，但電流效率也有所下降。因?yàn)樗春笤斐呻x子膜物理性松弛，膜間距增加，從而使OH-反滲透量增大電流效率下降。因此開車后將槽溫控制的比正常生產(chǎn)低，堿濃度控制的比正常生產(chǎn)高，離子膜溫度、濃度2個(gè)指標(biāo)均在1天內(nèi)呈梯度均勻調(diào)控。降低溫度是為了使離子膜收縮，提高濃度為了使陰極側(cè)膜的含水率減小，固定離子濃度增大，使電流效率提高。按以上方法運(yùn)行1周后槽電壓恢復(fù)到污染前，電流效率比污染前只下降了15%。

4 結(jié)語

經(jīng)過對(duì)酸性鹽水及離子膜電解槽的合理處理，使電解槽的槽電壓得到了有效的控制，有效的提高了離子膜電槽的電流效率，延長(zhǎng)了離子膜的使用壽命。

Brine quality accident analysis and countermeasures

ZHAN Jie
（Gansu Rare earth Group Jinxiongmao Co.，Ltd.，Baiyin 730922，China）

The cause and the countermeasures of voltage rise of ionic membrane electrolyzer because of hydrochloric acid into the brine were analyzed.

acid brine；ionic membrane electrolyzer；pH；cell voltage

TQ114.26+1

B

1009－1785(2015)04-0010-02

2014-09-21