國產原鹽與進口原鹽應用的比較

鐘永鐸

（四平昊華化工有限公司，吉林 四平 136001）

四平昊華化工有限公司燒堿項目二期工程產能為20萬t/a離子膜燒堿和配套20萬t/a PVC于2008年10月一次開車成功，并順利達產。由藍星北化機制造生產高電密自然循環電解槽8臺，每臺電解槽共158對單元槽片，并配套真空脫氯和氯酸鹽分解槽裝置，氯氣壓縮機采用德國3K集團生產的透平壓縮機；蒸發裝置采用藍星北化機自主設計生產制造的產能為10萬t/a的三效逆流降膜蒸發裝置。自2008年10月裝置開車以來，裝置運行平穩。所產32%離子膜燒堿、液氯、次氯酸鈉、工業鹽酸、45%燒堿、PVC樹脂等產品優級品率均為100%。為降低電耗，中國昊華化工集團股份有限公司決定于2012年10月對該公司6臺電解槽進行膜極距改造，2013年1月改造完成。膜極距改造后，最高負荷電流由12.0 kA提高到14.85 kA。膜極距改造后，要求二次鹽水中 Ca2＋、Mg2＋含量在 10×10-9以下， 陰極含鐵量在 100×10-9以下。 由于對鹽水中 Ca2＋、Mg2＋含量要求嚴格，而國產原鹽中Ca2+、Mg2+、SO2-4等雜質含量較高，為了提高生產負荷，穩定鹽水質量，該公司采購印度產工業原鹽進行制堿。于2013年3月11日開始用進口工業原鹽后，鹽水系統處理能力得到提升，電解負荷逐步提高。

1 工業原鹽中的雜質對電解槽和離子膜的影響

工業原鹽中存在的 Ca2+、Mg2+、SO2-4等化學雜質和泥沙等機械雜質；隨著化鹽過程進入鹽水。用含有大量雜質的鹽水進行電解，會破壞電解設備的正常操作，對電解槽、離子膜的使用壽命、電能的消耗、產品質量以及安全生產等各方面帶來不良影響。這些金屬離子必須通過連續不斷地加入適量的精制劑NaOH、Na2CO3、BaCl2等使之生成難溶性沉淀物，然后，經過預處理器和凱膜過濾器濾除鹽水中機械雜質和沉淀物，制得質量合格的精制鹽水，連續不斷地輸送給電解工段。鹽水中的典型雜質 Mg2+、Ni2+、Fe3+、Ti2+、Al2+等蓄積在陽極側膜表面附近，使槽電壓升高；鹽水中的 Ca2+、Ba2+、Sr2+、SiO2-2等雜質在陰極側膜內蓄積，使電流效率下降。鹽水中的SO2-4含量較高時，會阻礙氯離子放電，SO2-4在陽極放電產生氧氣，消耗電能，降低電流效率，導致氯內含氧升高，氯氣純度降低。

常用的除鎂方法是向粗鹽水中加入32%氫氧化鈉溶液，生成不溶性的氫氧化鎂沉淀；除鈣方法一般是向粗鹽水中加入12%碳酸鈉，生成不溶性的碳酸鈣沉淀；除硫酸根離子傳流方法是向粗鹽水中加入8%～15%BaCl2水溶液與其中的 SO2-4生成BaSO4沉淀。

圖1為鹽水中各種雜質對電解槽、離子膜的影響分布圖。

2 國產工業原鹽和進口工業原鹽的比較

2.1 國產原鹽和進口原鹽各項指標的對比

表1是該公司分析的國產原鹽和進口原鹽各項指標的平均結果。

表1 國產原鹽與進口原鹽的指標 %

從表1數據可知，國產原鹽與進口原鹽的雜質含量相差懸殊的有鈣、鎂和硫酸根離子3項指標，其他幾項指標相差不大。而原鹽中的鈣、鎂和硫酸根離子是對電解槽及離子膜使用壽命、電能消耗、產品質量以及安全生產等各方面，帶來不良的主要影響。

2.2 國產原鹽和進口原鹽顏色的對比

國產工業原鹽大多是海鹽，顏色發黃，機械雜質較多，粒度較大，而進口工業原鹽是海水淡化鹽，顏色特別白，和食用鹽顏色一樣，機械雜質較少，粒度適中，有利于鹽水化鹽。

3 使用進口原鹽后，鹽水工序負荷的調整情況

使用進口原鹽為粗鹽水的處理和精制等操作帶來很多有利因素。

（1）由于進口原鹽中鎂含量極低，平均含量為0.03%，與之前國產原鹽，鎂平均含量為0.14%相比，在粗鹽水除鎂工序中，減輕了預處理器的處理負擔，預處理器的清液腔鹽水質量達到工藝要求。

（2）由于進口原鹽中鈣、鎂、硫酸根等及其他雜質含量低，產生的鹽泥量大大減少，從而減輕了壓濾系統的負擔，也減輕了鹽泥堆放的負擔。

（3）進口原鹽中鈣、鎂、硫酸根等含量的降低，減少了帶入鹽水系統中的雜質含量，減少了精制劑氫氧化鈉、氯化鋇、碳酸鈉等的加入量，極大限度地減輕了操作人員的勞動強度。

鹽水工序使用進口原鹽后，鹽水工序負荷由205 m3/h提高到243 m3/h。鹽水工序主要從下幾個方面作了調整。

（1）由于國產原鹽的質量一直不是很好，粗鹽水管線積有很多泥垢，分段進行拆卸清理，逐一進行疏通后，使鹽水負荷得到了進一步提升。

（2）開車運行至今，粗鹽水加壓泵經多次拆修，更換泵的新部件，運送鹽水能力得到提高。

由于進口原鹽中鈣、鎂和硫酸根離子含量的降低，在粗鹽水精制處理過程中，降低了原料的消耗；進口原鹽中鎂離子的減少，減輕了預處理器的負擔，也減少了絮凝劑的加入量，從而降低了三氯化鐵的消耗。表2是國產原鹽和進口原鹽消耗精制劑的情況。

表2 國產原鹽和進口原鹽的消耗精制劑情況 kg/t NaOH

4 使用進口工業原鹽，提升電解負荷

在使用國產原鹽時，電解運行負荷是7臺電解槽、平均電流為12.40 kA；使用進口原鹽后，鹽水處理量和電解負荷同步提升，電解運行負荷是8臺電解槽、平均電流為12.90 kA。通過在電解負荷提升過程中，調整了工藝技術指標及原料消耗，提高了操作人員的責任心，全面分析了氯壓機的運行指標。二次鹽水運行指標及電解槽運行狀態良好，后序相關設備運行穩定，工藝指標控制在規定范圍內。

5 結語

進口工業原鹽的使用，大大減少了鹽水工序原料精制劑氫氧化鈉、氯化鋇、碳酸鈉的加入量，節約了大量資金，減輕了操作人員的勞動強度，減少了鹽泥的排放量，減少了對環境的污染。同時，大大提高了電解槽的運行負荷，提高了電解槽成品堿、氯氣和氫氣產量，提高了經濟效益。經過摸索精制劑的加入量、電解工序的最高運行負荷，為下一步使用進口工業原鹽，提供了保貴的經驗。