純堿水不溶物與系統(tǒng)中Ca2＋、Mg2＋關(guān)系分析

杜德海

（金昌化工集團(tuán)有限公司，甘肅金昌 737000）

純堿水不溶物與系統(tǒng)中Ca2＋、Mg2＋關(guān)系分析

杜德海

（金昌化工集團(tuán)有限公司，甘肅金昌 737000）

分析純堿水不溶物與系統(tǒng)母液中Ca2＋、Mg2＋關(guān)系及影響因素。

Ca2＋、Mg2＋離子；水不溶物；改進(jìn)措施

隨著純堿市場競爭的日趨激烈，純堿質(zhì)量的優(yōu)劣將起著決定性作用，聯(lián)堿法生產(chǎn)純堿質(zhì)量的提高將顯得更加重要。多年來聯(lián)堿企業(yè)在降低純堿鹽分、水不溶物等方面做了大量而卓有成效的工作，先后通過添加絮凝劑、母Ⅱ澄清過濾、沙濾凈化及原鹽洗滌等技術(shù)，使聯(lián)堿生產(chǎn)的純堿質(zhì)量能夠與氨堿法相媲美。近幾年，我公司也通過改善原鹽質(zhì)量、新增澄清設(shè)備、添加絮凝劑及氨Ⅱ泥板框過濾等技術(shù)措施，使純堿水不溶物逐年下降，產(chǎn)品質(zhì)量及市場占有率明顯提高，但受地域環(huán)境的影響，我公司純堿水不溶物指標(biāo)與氨堿法相比還是有一定差距，為了更有效的抓好純堿水不溶物的控制，我們組織人員對形成和影響純堿水不溶物的因素進(jìn)行了全面系統(tǒng)的分析，現(xiàn)總結(jié)整理出來，為下一步開展工作提供借鑒，同時，也請同行業(yè)專家學(xué)者提供技術(shù)支持，解決一些深層次問題，合理控制純堿水不溶物。

1 生產(chǎn)過程中Ca2＋、Mg2＋的物料衡算

1.1 物料衡算原則

1）衡算過程中視系統(tǒng)母液Ca2＋、Mg2＋不隨加鹽或NH4Cl產(chǎn)品帶出的變化而變化。

2）按1.2t原鹽生產(chǎn)1t純堿，同步生產(chǎn)1.06t氯化銨（干品）進(jìn)行計算。

3）噸堿循環(huán)當(dāng)量按10m3進(jìn)行計算。

4）按每生產(chǎn)1t純堿排出氨Ⅱ泥約30kg。

1.2 鈣鎂離子含量計算

表1為固相中的Ca2＋、Mg2＋含量分析。

表1 固相中的Ca2＋、Mg2＋含量

表2為各種母液中的Ca2＋、Mg2＋含量分析。

表2 各種母液中的Ca2＋、Mg2＋含量分析（單位g／L）

從系統(tǒng)母液中氨母液Ⅱ至氨母液Ⅰ的Ca2＋、Mg2＋濃度下降值分別為0.013、0.015g／L。

表3為AⅡ泥全分析。

表3 AⅡ泥全分析 （%）

從AⅡ泥分析看，純堿水不溶物中主要是CaCO3、MgCO3，其余雜質(zhì)所占比重很小。

2 系統(tǒng)中的Ca2＋、Mg2＋平衡測算

1.2t原鹽中有Ca2＋含量為：

1 200×0.000 6＝0.72kg

1.06tNH4Cl中Ca2＋含量為：

1 060×0.000 5＝0.53kg

30kg氨Ⅱ泥中帶出Ca2＋含量為：

30×0.001＝0.03kg

1tNa2CO3中Ca2＋含量為：

1 000×0.000 02＝0.02kg

噸堿循環(huán)母液中的Ca2＋補入量為：

0.013×10＝0.13kg

Ca2＋在母液中的累積量為：

0.72－0.71＝0.01kg

1.2t原鹽中Mg2＋的含量為：

1 200×0.000 2＝0.24kg

1.06tNH4Cl中Mg2＋的含量為：

1 060×0.000 1＝0.106kg。

1tNa2CO3中Mg2＋的含量為：

1 000×0.000 01＝0.01kg

30kg氨Ⅱ泥中帶出Mg2＋含量為：

30×0.012＝0.036kg

噸堿循環(huán)母液中的Mg2＋補入量為：

0.008×10＝0.08kg

Mg2＋母液中的累積量為：

0.24－0.232＝0.008kg

通過以上鈣、鎂離子的平衡計算，考慮設(shè)備管道結(jié)垢、器壁沉積、分析誤差等，鈣鎂物料基本能夠平衡。

3 循環(huán)母液中Ca2＋、Mg2＋降低量及成品純堿中CaCO3、MgCO3含量折算

1）循環(huán)母液中Ca2＋濃度平均降低量：

（0.01＋0.02＋0.01）／3＝0.013g／L

進(jìn)入1t純堿中的Ca2＋為0.013kg／m3×10＝0.13kg，折成CaCO3的量為0.325kg。

2）系統(tǒng)母液中Mg2＋濃度的平均降低量：

（0.010＋0.011＋0.023）／3＝0.015g／L

進(jìn)入1t純堿中Mg2＋的量為0.015×10＝0.15 kg，折成MgCO3的量為0.525kg。

3）成品中CaCO3、MgCO3的含量為：

CaCO3%＝0.325／1 000×100%＝0.032 5%

MgCO3%＝0.525／1 000×100%＝0.052 5%

4）成品中CaCO3、MgCO3的總含量為：

0.0325＋0.052 5＝0.085%

4 成品中水不溶物（0.04%）與CaCO3、MgCO3總量不符原因分析

根據(jù)CaCO3（2.9×10－9）、MgCO3（1.0×10－5）的溶度積常數(shù)，CaCO3為難溶物，測定水不溶物時不會產(chǎn)生損失，而MgCO3溶度積常數(shù)較高，在測定水不溶物時前期有大量CO2－3的存在，不會產(chǎn)生損失，但到后期當(dāng)Na2CO3全部溶解洗滌干凈后，MgCO3開始溶解，加之溶解時用50℃左右的熱水，導(dǎo)致部分MgCO3損失，使水不溶物偏低至0.04%。且在分析過程中，洗滌次數(shù)越多，MgCO3損失越多，分析誤差就越大，這也是各廠分析人員在測定水不溶物時存在誤差的主要原因。另外，在聯(lián)堿生產(chǎn)過程中只考慮增大澄清面積，加大絮凝劑的添加量是不夠的，因為在絮凝劑添加過量時，細(xì)小的CaCO3、MgCO3在母液密度較高時無法沉積，反而會形成泥團(tuán)飄浮在溶液頂部溢流至氨Ⅱ桶，進(jìn)而影響碳化結(jié)晶及成品水不溶物。因此，為了更好的降低成品水不溶物，一方面要精選原料，降低原料鹽中的水不溶物，更要降低水溶性雜質(zhì)，以保證進(jìn)入系統(tǒng)的雜質(zhì)量得到合理控制，另一方面要合理添加絮凝劑，保證澄清桶運行合理，澄清效率充分發(fā)揮，保證純堿中的水不溶物達(dá)到較好的控制水平。

［1］ 中國純堿工業(yè)協(xié)會.純堿工學(xué)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1990

［2］ 李國瑞.純堿生產(chǎn)分析［M］.沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1989

［3］ 杭州大學(xué)化學(xué)系.分析化學(xué)手冊［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1983

TQ 114.162

B

1005－8370（2010）06－20－02

2010－07－23

杜德海（1969—），工程師。現(xiàn)任金昌化學(xué)工業(yè)集團(tuán)有限公司生產(chǎn)調(diào)度部部長。