鹽水反渾的原因及防治措施

孔繁超，汪云云

（新疆天業（集團）天辰化工有限公司，新疆 石河子 832000）

1 鹽水一次精制過程中除鎂離子的工藝原理

飽和鹽水從化鹽桶出來，加入精制劑氫氧化鈉，在折流槽充分混合，進入前反應罐，在攪拌作用下充分反應，生成大量白色氫氧化鎂絮狀膠團。加入絮凝劑三氯化鐵，會在堿性鹽水中生成的紅色網狀氫氧化鐵膠體，這些膠體會將氫氧化鎂絮狀膠團網連在一起，增大氫氧化鎂膠團的體積。壓縮空氣在加壓容器罐的高壓環境下溶解于鹽水中，預處理器與大氣連通，壓縮空氣在低壓環境中溶解度變低，而得到釋放。鹽水中析出來的氣泡在上浮過程中與氫氧化鎂膠團接觸，因為氣泡的體積較小，所受浮力不足以抵消它與膠團的親和力，而附著在氫氧化鎂膠團上。大量附著氣泡使膠團所受浮力變大，上浮至預處理器頂部，形成浮泥，當浮泥達到一定厚度后，調節預處理器液位控制閥，使預處理器液位上升，將浮泥排入鹽泥池，還有一小部分氫氧化鎂膠團附著在一些大顆粒泥沙表面，沉積到預處理器底部，以沉泥方式排入鹽泥池。工藝流程框圖見圖1。

圖1 鹽水一次精制除鎂離子工藝流程框圖

2 鹽水反渾的原因及其影響

受加壓泵揚程、管道抗壓能力、加壓溶氣罐設計壓力，鹽水溫度等工藝參數的限制，溶解在鹽水中的壓縮空氣的體積是基本恒定的。當原鹽中鎂的質量大于或接近鈣的質量，且鎂含量超標時，就會有部分氫氧化鎂膠團因為沒有足夠的壓縮空氣使其上浮，懸浮在鹽水中。這些氫氧化鎂膠團使鹽水透明度下降，嚴重時引起鹽水反渾。精制過程中會與在后反應罐生成的碳酸鈣一起進入凱膜過濾系統，鹽水通過1號進液閥進入過濾器，清液穿過濾袋進入濾袋內部的鹽水通過管，從鹽水通過管流入過濾器上部的清液倉，鹽水中的固體物質被截留在過濾袋表面，過濾過程中濾袋上的濾餅厚度不斷增加，過濾壓力不斷升高，升至一定值時，過濾器自動進入反沖清膜狀態，開4號反沖閥使清液倉的鹽水在重力作用下，從濾袋反向流出，當清液倉精鹽水流完時關4號閥，開1號閥。當清液倉具有一定液位時，進行下一次反沖。1號、4號閥自動切換，完成數次反沖清膜，使濾渣脫離濾袋并沉降到過濾器的錐形底部，直至給清液倉補鹽水的過濾過程中，過濾壓力低于工藝要求，過濾器停止反沖，自動進行下一個過濾程序，依次完成過濾、反沖、沉降步驟。當過濾器底部濾渣達到一定量時，開7號排泥閥，濾渣進入鹽泥池。

氫氧化鎂膠體具有熱穩定性高、粘度大、膠體顆粒小等特點。鹽水反渾時，凱膜過濾器就會因為濾餅中氫氧化鎂比重過大，使濾餅變的粘稠，而發生過濾壓力上升快、卸渣困難等不良現象，為了恢復過濾器的過濾能力需要多次反沖，大量時間被用來反沖清膜。鹽水反渾雖然在濾袋完好的情況下不會影響精鹽水的質量，但大大降低了凱膜過濾器的過濾能力。反渾嚴重時可引起鹽水流量無法滿足生產需要，造成電解崗位降電流等問題。同時頻繁的反沖清膜使凱膜過濾器濾袋的壽命大大降低，損壞的濾袋不能及時被發現就會引起一次精制鹽水鈣、鎂等離子超標，如果超過樹脂塔除鈣、鎂離子的設計能力，超標鹽水進入電解槽將嚴重影響離子交換膜的使用壽命和電流效率。

3 鹽水反渾的防治措施

3.1 對不合格原鹽進行預處理

引起鹽水反渾的氫氧化鎂有2個來源，原鹽本身帶有的和精制過程生成的。

含水較高的原鹽不經暴曬，直接用來化鹽，出現鹽水反渾現象。經過暴曬后再進行化鹽，反渾現象消失。就是因為原鹽中含有氫氧化鎂絮狀沉淀。所以對于從水相中開采出來的原鹽一定要經過暴曬，將其水分蒸發完，破壞氫氧化鎂絮狀結構，使其體積比下降，所受浮力降低，使其在預處理器下沉。

當原鹽中可溶性鎂鹽超標時，可以將燒堿分廠顯堿性的蒸發冷凝水在卸鹽時噴灑在鹽晶體表面，經暴曬后再進行化鹽。既實現了廢物再利用，又達到卸鹽時降低粉塵的作用。噴灑要盡量均勻，要通過鎂離子含量嚴格控制冷凝水的用量，使鎂含量達標。噴灑不均勻、用量過大會造成原鹽結塊，不便于上鹽。經過預處理的原鹽一定要久置，使局部過量的氫氧化鈉和空氣中的二氧化碳反應，生成碳酸鈉，同時久置還能破壞預處理時生成的氫氧化鎂絮狀結構。

3.2 對酸洗廢酸的處理

過濾器運行一段時間后，濾袋內會有沉積物進入，影響濾袋的通透性，使過濾壓力上升，所以在生產中要根據過濾器的運行參數，不定期的對過濾器進行酸洗，使沉積物從濾袋內部溶離出來。在鹽水反渾時，如果反沖效果不佳，也會對濾袋進行酸洗，使氫氧化鎂生成可溶鹽脫離濾袋。當酸濃度低于工藝要求時，就會將廢酸排進鹽泥池。這些廢酸含有大量鎂離子，同時還會使鹽泥池中的氫氧化鎂沉淀生成可溶的鎂鹽，鹽泥池中的鎂鹽會在壓濾過程中穿過濾布，與清液一起進入配水罐，使鎂離子形成鹽水反渾的惡性循環。所以當有廢酸進入鹽泥池時，一定要加堿，使鹽水中的鎂離子轉化為氫氧化鎂沉淀，再進行壓濾，防止鎂離子再次進入陽極系統。

3.3 現有工藝情況

目前處理因原鹽不合格引起鹽水反渾的工藝方法主要有以下幾點。

（1）鈣、鎂質量比高的原鹽與鈣、鎂質量比低的原鹽搭配使用，使鈣、鎂比值和含量滿足工藝要求。

（2）工藝條件允許的情況下，適當提高壓縮空氣的壓力，增加鹽水的溶氣量，為氫氧化鎂膠團上浮提供更多的動力。

（3）調整三氯化鐵的用量，最大限度的體現其產物的連接作用，防止因為用量過大使其產物成為氫氧化鎂上浮的負擔。

（4）嚴格控制鹽水的溫度，防止溫度過高影響鹽水的溶氣量。

（5）適當提高預處理器上排泥和下排泥的頻率。

（6）加鈣鹽溶液，這些鈣鹽在后反應罐與精制劑碳酸鈉反應生成碳酸鈣，與鹽水中懸浮的氫氧化鎂一起進入凱膜過濾器，起到降低濾餅中氫氧化鎂比重的作用。

3.4 對經典方案的改進

3.3（6）方案生產過程中得到廣泛利用，此方案優點是鈣鹽加入量可以根據工藝需求精準加入。其缺點是：（1）鹽水反渾是個偶發事件，要實現鈣鹽精準加入就需要流量計、調節閥、儲槽等設備，增加了生產成本和設備維護成本；（2）鹽水中增加了鈣鹽，就相應的要增加碳酸鈉的用量，控制不好很容易引起鹽水鈣超標或精制劑過量，影響鹽水精制工序平穩進行。 一次送電成功。隨后，國內首套裝配整臺（套）離子膜的萬噸級氯堿裝置成功運行，成為中國氯堿工業國產離子膜發展的里程碑[2]。

國產氯堿離子膜適用槽型包括小單極槽、大單極槽、強制循環復極槽、自然循環復極槽、以及高電流密度和膜極距電解槽等幾乎行業所有槽型，即有鈉堿生產也有鉀堿生產。國產氯堿離子膜在安全性，實用性和適應性方面已完全達到工業大規模應用的要求。國產膜在國內不同槽型的電解裝置上實現工業化裝備規模見表1。

3 結語

工業化電解裝置的廣泛應用及在多套不同槽型氯堿裝置上國產離子膜成功運行數據合格，標志著中國已經掌握犧牲芯材氯堿離子膜生產技術，并且為國產氯堿離子膜在氯堿行業的工業應用形成示范。

表1 國內不同槽型的電解裝置上實現工業化裝備規模