淺談離子膜生產鉀堿除硫酸根的生產工藝

李翠（青海鹽湖鎂業有限公司，青海 格爾木 816000）

淺談離子膜生產鉀堿除硫酸根的生產工藝

李翠（青海鹽湖鎂業有限公司，青海 格爾木 816000）

青海鹽湖30萬噸/年鉀堿裝置是利用鋇法除硫酸根，原鹽中含有硫酸根離子，硫酸根含量高會使鉀鹽的溶解度降低。離子膜電解氯化鉀，鹽水SO42-中含量超標時，會影響氯氣純度及降低電流效率，增加成本。

目前氫氧化鉀在國內外市場中供應較為緊張，價格也較高。離子膜生產氫氧化鉀、片鉀產品技術含量高，國際、國內市場需求量正逐年上升，發展前景好。離子膜電解法生產鉀堿工藝由于能耗低，副產的氯氣、氫氣也能帶來一定的經濟效益。因此離子膜電解氯化鉀生產鉀堿有很大的發展前景，而鹽水SO42-中含量會制約離子膜電解氯化鉀的生產。

1 原理

本裝置除硫酸根原理，在鹽水中加入氯化鋇溶液，使其和鹽水中的SO42-反應，生成不溶性的BaSO4沉淀，其反應式如下：

氯化鋇的加入量需要按照鹽水中SO42-含量進行調整，加入BaCl2不能過量，否則Ba2+會被樹脂塔吸附，使得樹脂塔增加負荷，而且Ba2+和電解陰極產物生成Ba(OH)2沉淀，堵塞離子膜。

2 流程敘述

來自界區的淡鹽水、生產水、濾液等首先在配水槽V-0102收集，由化鹽水泵P-0101轉至換鹽水換熱器E-0101升溫后送入化鹽池V-0103化鹽，飽和鹽水經過折流槽V-0104時加入精制劑氯化鋇、未脫氯淡鹽水、碳酸鉀并在反應池R-0101A充分反應，在反應池R-0101B加入氫氧化鉀，并將反應完全的粗鹽水進入中間池V-0105，然后通過粗過濾器分離出粒徑≥1mm的機械雜物，進入無機膜過濾器，無機膜過濾器采用無機膜管（無機膜元件的膜孔徑規格為50nm，孔徑分布在30～50nm之間，平均孔徑為40nm）作為過濾元件、以“錯流”過濾的方式，過濾去除精制反應之后生成的懸浮粒子，確保精制鹽水中的SS≤1ppm，Ca2++Mg2+≤1ppm，SO42-≤5g/l工藝要求。合格的精制鹽水從各級清液出口送出，送至混合器MX-0102，在混合器MX-0102內加亞硫酸鉀以除去鹽水的游離氯，加入鹽酸以調整鹽水的PH值后進入一次鹽水貯槽V-0116，經一次鹽水泵P-0105送往電解，一次鹽水含有游離氯可通過在泵進口添加亞硫酸鉀除去。鹽水粗過濾器N-0103、過濾循環罐V-0118、無機膜鹽水過濾器N-0102排出的鹽泥均進入鹽泥池V-0114，經鹽泥引水罐SP-

0101用鹽泥泵P-0108送入板框壓濾機N-0101壓濾，壓濾清液進入濾液池V-0115，用濾液泵P-0109送回配水槽V-0102，濾餅送出界區。

3 除硫酸根過程中的主要控制指標

序號控制項目頻次1淡鹽水取樣地點P-0101A/B(化鹽水泵出口) 3次/班2粗鹽水V-0105 6次/班按需N-0102出口(無機膜過濾器)一次鹽水3（中間池）3次/班一次鹽水P-0105A/B(一次鹽水泵入口)按需1次/槽4 HCl溶液K2SO3溶液K2SO3：～5%(wt) 1次/槽指標KCl：～200g/L PH：9～12游離氯：0 KCl：300～310g/L PH：10～12 KOH：0.2～0.8g/L K2CO3：0.2～0.6g/L ClO-：1～20ppm KCl：300～310g/L 6次/班V-0112（酸洗液貯槽）V-0121 （K2SO3溶解槽) V-0123 （BaCl2溶解槽）V-0125 (K2CO3溶解槽）M-420出口(板框壓濾機）5 6 7 8 9 1次/槽K2CO3溶液K2CO3：～20%(wt) KCl≤6% H2O≤50% Ca2++Mg2+≤1mg/ L KCl：300～310g/L Ca2++Mg2+≤1mg/L游離氯：0PH：9～11 SO42-≤5g/L KClO3≤7g/L SS≤1mg/L TOC≤10mg/L HCl：10～15%(wt) 1次/班BaCl2溶液BaCl2：～20%(wt) 1次/槽濾餅按需

4 結語

自2016年10月試車以來，本裝置目前穩定運行達產達標。生產中還需進一步解決以下兩個問題：1、原鹽中雜質含量較高，反應生成的沉淀堵塞離子膜孔隙，降低離子膜的滲透性，導致電流效率下降，槽電壓升高，破壞了電解槽的正常運行。2、半年時間的運行原鹽中硫酸根的富集量增多,在生產過程中氯化鋇的用量較大，生產成本高，并且氯化鋇有劇毒，存儲和管理氯化鋇及處理大量的硫酸鋇沉淀物，給安全和環保帶來極大的困難。

[1]程芳琴，李華，《鹽湖鹵水凈化除雜的試驗研究》，《山西大學學報》，2004.6.

[2]張子興，《鹽湖鹵水凈化除雜工藝研究》，《山西大學學報》，2008.4.