工業鹽質量的影響因素及對策

胡 旭，林 楓，陳鵬飛，馮文忠

（安徽華塑股份有限公司，安徽定遠233290）

安徽華塑股份有限公司（簡稱華塑公司）氯堿廠制鹽車間設計產能60 萬t/a，為燒堿車間提供電解所需的工業鹽，并副產元明粉。生產的工業鹽通過離心機甩干后通過皮帶直接進入化鹽池，化鹽后的精鹽水泵至燒堿一次鹽水工序供電解使用，工業鹽中硫酸根含量的多少直接影響電解電流效率及離子膜的使用壽命。為控制工業鹽中的硫酸根含量，華塑公司氯堿廠制鹽車間通過不斷摸索，在借鑒前人經驗的基礎上，做出一系列改進，經過一年的運行檢驗，效果較好。

1 鹽硝聯產工藝

真空制鹽工藝的重點就是鹽硝分離，析硝的強弱直接決定真空制鹽鹽質的好壞，其原理就是利用NaCl 和Na2SO4在30～120 ℃之間，溶解度隨溫度變化而逆反，即利用高溫下NaCl 的溶解度大，Na2SO4的溶解度小，低溫下NaCl 溶解度小，而Na2SO4的溶解度大，把蒸發罐內的Na2SO4接近飽和的母液抽出，在低溫下閃蒸而析鹽，并使Na2SO4濃縮到飽和再把低溫析鹽后的母液預熱到高溫，在高溫下蒸發而析硝，析硝后的母液循環利用于制鹽提硝。氯化鈉-硫酸鈉溶解度曲線圖見圖1，其工藝路線簡述如下。

圖1 氯化鈉-硫酸鈉溶解度曲線圖

礦區凈化后的精鹵與電解裝置來的淡鹽水匯入精鹵桶V201，由加料泵P200 經預熱器HE206、板式預熱器HE207 預熱后，一部分送至鹽腳SL205、SL204、SL203、SL202、SL201 做淘洗水，另一部分送至板式預熱器HE2O8 繼續預熱。預熱后一部分送至EV204 蒸發罐下循環管加料，一部分送至預熱器HE209 預熱。預熱后的鹵水一部分送至EV203 蒸發罐下循環管加料，另一部分送至預熱器HE210 預熱。預熱后一部分送至EV202 蒸發罐下循環管加料，一部分再經預熱器HE211、HE212 換熱后送至EV201 蒸發罐下循環管加料。蒸汽通過HE-201 加熱一效鹵水，產生的二次蒸汽逐效加熱下一效鹵水，末效二次蒸汽管與大氣冷凝器相連，利用二次蒸汽與水接觸發生的體積變化來造成真空，逐效形成壓力階梯。壓力的降低降低了料液的沸點，因此，料液在各效蒸發罐內劇烈沸騰蒸發結晶而形成鹽漿匯集在鹽腳，其母液經溢流盤管在壓差作用下自EV201 轉至EV202 下循環管，EV202 的母液經溢流盤管轉至EV203 下循環管，EV203 的母液經溢流盤管轉至EV204 下循環管，EV204 的母液溢流后經轉料泵P207 加壓后進入EV205 的下循環管。

EV205 蒸發罐清液通過溢流盤管經母液循環泵P300 加壓，少量母液外排至廢水池，大部分經預熱器HE305、HE306、HE307 三級換熱后進入EV301蒸發罐下循環管。低壓蒸汽通過HE-301 加熱EV301 鹵水，在約100 ℃的條件下，母液急劇沸騰，硫酸鈉過飽和析出匯集在硝腳。產生的二次蒸汽作為預熱器的熱源，EV303 與大氣冷凝器相連提供真空。EV301 的母液經溢流盤管在壓差作用下轉至EV302 閃發罐，EV302 料液經溢流盤管在壓差作用下轉至EV303 閃發罐閃發降溫。EV303 的料液經溢流盤管在壓差作用下和SL302、SL303 排料管排出的料液經轉料泵P304 加壓轉入EV205 的上循環管，在EV205 蒸發罐內蒸發結晶，完成料液的循環。

由 鹽 腳SL201、SL202、SL203、SL204、SL205 排出的鹽漿自壓排入鹽漿桶V401，經鹽漿泵P401 送入鹽增稠器TH401 增稠，再由排料裝置SP407 排入離心機CF401 進行固液分離。硝漿由硝腳SL301 排入硝漿桶V501，經硝漿泵P501 送入硝增稠器TH501 增稠，再由排料裝置SP507 排入離心機CF501 進行固液分離。

2 控制鹽質的關鍵因素及對策

（1）各效蒸發罐的溫度

各效蒸發罐的溫度通過不凝氣管道閥門的開度調節各效的壓力范圍，在各效的壓力范圍內每個壓力對應一個料液沸騰溫度，使當效蒸發罐中的鹵水在過熱的條件下劇烈沸騰，料液被不斷濃縮，氯化鈉始終處于飽和狀態而不斷析出。根據NaCl-Na2SO4-H2O 三元體系不同溫度飽和溶解度表，在整個過程中，硫酸鈉雖然一直被濃縮，但因溫度一直在降低，溶解度增大而不析出，至接近飽和狀態時轉入硝系統，在硝系統析出，制鹽車間各罐操作溫度控制表見表1。

表1 各效蒸發罐溫度控制表

（2）各效中硫酸鈉含量的控制

在各效壓力控制在參數范圍內后，隨著料液的不斷濃縮，蒸發罐中硫酸鈉濃度不斷增加，通過分析確定各效硫酸鈉含量，根據硫酸鈉含量適當調整向后一效的轉料量，在后一效較低的溫度下，硫酸鈉仍然不析出；如因該效蒸發量過大，而轉料量未及時調節時，出現硫酸鈉含量超出該效硫酸鈉含量設定范圍，如在EV205 中，因料液被濃縮了很多倍，最高能達到65 g/L 以上，根據氯化鈉和硫酸鈉在48 ℃水鹽體系相圖進行等溫蒸發分析，硫酸鈉在63.8 g/L時已達到飽和，此時可采用臨時增加淘洗量的方法處理，同時開大進料量、母液循環量及母液外排量，直至硫酸鈉含量降至參數范圍內；如硫酸鈉含量仍然降不下來，工業鹽中硫酸根含量有增加趨勢時，排放一部分料液至母液池，進新鮮鹵置換處理；各效蒸發罐硫酸鈉控制指標見表2。

（3）淘洗的作用

在HE207 預熱器后接淘洗鹵管道至各效排鹽鹽腳及排鹽管線上，給排鹽加淘洗，有4 個作用：一是使用較低硫酸鈉濃度的鹵水對含高硫酸鈉濃度的鹵水進行置換，從而降低排鹽時的硫酸鈉含量，并回溶因硫酸鈉含量控制不佳造成的硫酸鈉析出，從而控制鹽質；二是使用較低溫度的涼鹵水置換熱鹵水，在增加硫酸鈉溶解度的同時回收部分熱能；三是有利于融化部分較細小的鹽顆粒，浮選較大的鹽顆粒，利于鹽質的穩定；四是降低鹽漿的粘度，利于鹽的順利排出。

（4）適當的母液外排

因鹵水中不可避免的Ca2+、Mg2+、有機物等雜質的存在，在蒸發過程中，雜質被不斷濃縮。為平衡系統內雜質，防止雜質在系統內以硫酸鈣、硫酸鎂等形式析出影響鹽質，或者結垢、堵塞管道，在P304泵后接一根母液外排管排放部分母液；母液外排量過大，雖然暫時保證了鹽質，但因排放過飽和高溫母液，產量會受較大影響，增加了鹵水消耗及了蒸汽消耗。排小了容易造成雜質及硫酸鈉含量持續上升，導致鹽質不合格。因此在綜合考慮鹽質、氣耗、鹵耗情況下，母液外排量主要根據EV205 蒸發罐中硫酸鈉含量調節，目前，華塑公司制鹽車間母液外排閥門開度控制在15%，外排流量控制在8 m3/h 左右。

表2 各效蒸發罐硫酸鈉控制指標

（5）排鹽溫度

40 ℃以上時，硫酸鈉的溶解度隨著溫度上升而降低，1 至3 效料液溫度平均在90 ℃以上，排鹽溫度過高，與來自4 效、5 效的鹽漿混合后，因4 效、5效鹽漿中硫酸鈉含量比較高，鹽漿在鹽漿桶混合溫度過高造成硫酸鈉因溶解度降低而析出，進而造成鹽質不合格。目前該公司控制排鹽溫度在30～60 ℃。

（6）原鹵中硫酸鈉含量

當原鹵中硫酸鈉含量上升較多時，各效中硫酸鈉含量隨之上升，造成各效硫酸鈉含量偏離指標，超出指標較多時，也會造成鹽質波動。析硝系統析硝能力有限，系統硫酸鈉因不及時析出而在EV205富集，造成EV205 硫酸鈉含量上升而影響鹽質，此時必須增加母液外排量以平衡硫酸鈉含量。

3 結語

每個企業面臨的情況不盡相同，影響鹽質的因素也各不相同，因生產環境的變化，還會不斷有新的問題產生。只有結合各自企業的特點制定措施，才是抓住了工藝控制的根本，才能從根本上穩定生產，控制鹽質，進而保證下游工序正常使用。