提高離子膜固堿質量的措施

陳勇江，任勇強

(新疆圣雄氯堿有限公司，新疆 吐魯番 838100)

為了提高固堿質量，可在一定程度上通過改善客觀條件、加強工藝控制來實現。下面介紹對固堿中碳酸鈉和三氧化二鐵含量的控制措施。

1 固堿生產工藝流程

離子膜電解生產的32%(質量分數，下同)堿液，經過三效逆流降膜蒸發濃縮至50.0%～55.0%。由于該工藝過程在完全封閉環境中進行，且連續生產，堿液在設備管線中停留時間短，堿液中無雜質產生。

50%堿液經過濃效蒸發器由中壓蒸汽加熱濃縮至66.0%～70.0%，自流入濃堿槽，由濃堿泵送入最終濃縮器繼續濃縮至98.0%～99.9%。堿液通過最終濃縮器的過程中由熔鹽系統加熱。98.0%～99.9%的熔融堿進入再分配器，再自流至片堿機堿鍋，轉鼓粘堿后，經循環冷卻水冷卻，由刮刀加工成低溫片堿。生產出的片堿在重力作用下，經過片堿出料溜槽進入自動包裝機進行稱重包裝，經熱合內袋、外袋封口，進行碼垛。

50%堿濃縮至98.0%～99.9%熔融堿過程中，堿液溫度和濃度高，對管線和設備具有一定的腐蝕性，造成固堿中金屬離子含量升高。由于片堿機堿鍋不是全封閉，堿鍋中的結晶堿長時間與空氣中的CO2接觸生成碳酸鈉，造成固堿中碳酸鈉含量升高。固堿中金屬離子和碳酸鈉含量直接決定了固堿質量。因此，降低固堿中金屬離子和碳酸鈉的含量是提高固堿質量的重要途徑。

GB/T 209—2018 《工業用氫氧化鈉》中要求的片狀固體氫氧化鈉(IS-Ⅰ型)指標[1]如表1所示。

表1 工業用片狀固體氫氧化鈉(IS-Ⅰ型)指標

2 固堿中Na2CO3含量的控制

(1)徹底沖洗堿鍋。沖洗堿鍋是影響固堿質量的主要因素之一。開停車時，由于下堿溫度較低，堿鍋內堿液結晶，鍋內壁等處均附著一定量的NaOH，這部分NaOH與空氣中的CO2接觸生成碳酸鈉。若堿鍋沖洗不徹底，則鍋周圍已形成的碳酸鈉和洗鍋水中的NaCl、碳酸鈉直接進入下一批固堿中，影響固堿質量。因此，沖洗堿鍋時，將堿鍋內的殘余堿全部沖洗干凈可有效降低固堿中碳酸鈉含量。

(2)盡量密閉操作。堿液的特性決定了其極易吸收空氣中的CO2生成碳酸鈉，因此堅持密閉操作也是減少固堿中碳酸鈉含量的有效措施。目前，濃縮堿液過程在密閉環境下進行，但是在制片過程中，堿會與空氣接觸。因此，在制片和包裝過程中應連續生產，盡量避免片堿與空氣接觸，消除環境中二氧化碳對固堿中碳酸鈉含量的影響。

3 固堿中三氧化二鐵含量的控制

固堿中三氧化二鐵含量不僅影響產品的內在質量，也會在外觀上使堿呈現出不同的色層。近年來，由于固堿顏色問題造成降級和用戶投訴的情況時有發生，給企業造成一定的經濟損失。因此，提高調色及其他相關操作技能，降低固堿中三氧化二鐵含量是提高品質的重要環節。

離子膜工序生產的堿液中鐵離子含量較低，因此固堿中鐵離子濃度主要由固堿生產過程決定。從降膜管出來的高溫濃堿對堿鍋和轉鼓有一定的腐蝕性，從而增加了堿液中鐵離子的含量。同時，離子膜堿液中所含氯酸鹽也隨著溫度的升高不斷分解，在氯酸鹽隨溫度升高分解的過程中對鑄鐵鍋和轉鼓產生了腐蝕，在不同溫度下，氧化、還原離子的價位及種類不同，導致堿液顏色的變化 。

在實際生產中，降低及去除大部分鐵、錳離子的措施是：在開車時，利用開車頭堿將轉鼓和堿鍋的鐵銹清洗干凈后再開車生產；在生產中，保證連續生產，減少開停車和蒸汽吹掃的次數，保持轉鼓和堿鍋的干燥，防止因設備潮濕生銹而將鐵銹帶入固堿中。

4 其他注意事項

首先，將下堿溫度控制在380 ℃左右，堿純度完全可滿足質量要求；其次，檢驗樣品要迅速，并對取樣瓶進行烘干處理，防止吸潮。