加酸降低新旭法鈣液中過剩灰含量

冶紅耀，于 鑫，張忠良

（唐山三友志達(dá)鈣業(yè)有限公司，河北 唐山 063305）

2012年4月，鈣業(yè)公司開始使用股份新旭法鈣液作為原料液生產(chǎn)氯化鈣，新旭法鈣液中氯化鈣濃度較高，對降低各項(xiàng)消耗以及提高成品鈣液產(chǎn)量都是有利的。但由于新旭法鈣液在氨的回收利用階段加入了大量的灰乳，導(dǎo)致鈣液中過剩灰含量較高，使得蒸發(fā)系統(tǒng)的換熱和離鹽效果變差，并嚴(yán)重影響了后序產(chǎn)品質(zhì)量，必須減少過剩灰含量，才能有效利用新旭法鈣液。

1 過剩灰的影響

新旭法鈣液是氨堿法母液在蒸餾回收氨的過程中加入石灰乳后的產(chǎn)物，由于此過程中為確保氨的充分回收，加入過量石灰乳，造成反應(yīng)后溶液中CaO含量過高，在后序的蒸發(fā)生產(chǎn)中形成大量Ca（OH）2，隨著溫度的升高Ca（OH）2溶解度降低，從而使蒸發(fā)系統(tǒng)中的Ca（OH）2大大增加，一方面影響了系統(tǒng)中CaCl2的析出，使其結(jié)晶顆粒變小，不易分離；另一方面大量微溶于水的Ca（OH）2絮狀物增加了溶液的粘稠度，使溶液更難于被提濃，同時(shí)也容易堵塞加熱管，造成蒸發(fā)系統(tǒng)頻繁洗車，各項(xiàng)消耗劇增；再一方面，溶液中Ca（OH）2的增多，使得產(chǎn)品氯化鈣溶解后的溶液濁度高，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量。

2 降低過剩灰含量的措施

2.1 理論分析

由于鈣液中過剩灰以CaO和Ca（OH）2的形式存在，根據(jù)酸堿中和反應(yīng)，可以向新旭法鈣液中加入鹽酸來降低CaO和Ca（OH）2的含量，此過程在常溫下即可進(jìn)行。反應(yīng)方程式如下：

CaO＋2HCl＝CaCl2＋H2O

Ca（OH）2＋2HCl＝CaCl2＋2H2O

這樣既可有效除去鈣液中的雜質(zhì)，又未帶入新的雜質(zhì)，理論上可行。

2.2 試驗(yàn)驗(yàn)證

使用鹽酸儲(chǔ)桶、加酸泵、塑料管、電磁流量計(jì)、不銹鋼閥門等組成簡易加酸裝置安裝在清液管上，通過加酸泵直接將鹽酸打入清液管，使鹽酸和新旭法鈣液在進(jìn)入清液桶后充分混合，每小時(shí)分別在加酸點(diǎn)前30m位置和清液桶出口處各取1個(gè)樣品，分析加酸前、后鈣液中的過剩灰含量，根據(jù)其數(shù)值調(diào)整加酸量。

將樣品鈣液中過剩灰含量以CaO的濃度來表示，由于新旭法鈣液處于試生產(chǎn)階段，其鈣液中過剩灰含量波動(dòng)較大，約為0.5～2.0tt，清液桶出口處鈣液中過剩灰含量應(yīng)控制多高，還須通過實(shí)際生產(chǎn)情況逐步調(diào)整，才能確定出最佳值。先暫定控制清液桶出口處鈣液中含灰量為0.3～0.35tt，可按表1調(diào)整加酸量。

表1 加酸量對照表

2.3 試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)過一段時(shí)間的試生產(chǎn)，以及根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況不斷調(diào)整所要控制的清液桶出口鈣液中過剩灰的含量，得出下列結(jié)論：①控制清液桶出口鈣液中過剩灰含量在0.4tt以下時(shí)，所出含鈣量為30%鈣液顏色發(fā)黃，產(chǎn)品溶解后顏色發(fā)紅。原因應(yīng)是加酸量較大，鈣液中堿性離子濃度較低，CaCl2高溫水解生成的HCl不能被完全中和，導(dǎo)致碳鋼設(shè)備和管線遭受嚴(yán)重腐蝕，鐵離子進(jìn)入鈣液所致；②控制清液桶出口鈣液中過剩灰含量在0.4～0.5tt時(shí)，蒸發(fā)生產(chǎn)無明顯異常；③控制清液桶出口鈣液中過剩灰含量在0.5 tt以上時(shí)，蒸發(fā)系統(tǒng)換熱效率明顯降低，洗車次數(shù)增加，且系統(tǒng)殘留物中Ca（OH）2和NaCl較多，離心機(jī)離鹽量減少，基本不能正常生產(chǎn)。

3 效益提升

通過上述試驗(yàn)，確定了清液桶出口鈣液含灰量應(yīng)控制在0.4～0.5tt。在一個(gè)月的試運(yùn)行中，高濃度鈣液帶來的效益逐漸顯現(xiàn)出來：蒸發(fā)平均汽耗下降了25%，出液量提高了40%，氯化鈣產(chǎn)量增加了30%。

4 結(jié) 語

目前公司和車間技術(shù)人員為進(jìn)一步改善產(chǎn)品質(zhì)量，準(zhǔn)備對廢棄的幾個(gè)粗脫塔進(jìn)行改造，組成一個(gè)集加酸、混合、沉降、儲(chǔ)存為一體的鈣液桶。通過先在粗脫塔中加酸，再在進(jìn)清液桶前加酸的兩次加酸法，確保鈣液中含灰量穩(wěn)定在工藝控制范圍內(nèi)。這樣可以充分利用高濃鈣液的資源，又避免了鈣液中過剩灰對設(shè)備和產(chǎn)品質(zhì)量的影響，為鈣液公司的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)打下良好基礎(chǔ)。