優化原鹽使用，降低燒堿生產成本

2019-11-30 06:30:04王樹成王真松

中國氯堿 2019年10期

關鍵詞：成本

王樹成，王真松

（寧夏英力特化工股份有限公司，寧夏石嘴山 753202）

原鹽是生產燒堿最主要的化工原料，隨著中國氯堿工業的迅猛發展拉動了原鹽產銷的快速增長，燒堿原鹽消費約占原鹽總消費的48%，原鹽產品結構也得到了大幅調整，井礦鹽、湖鹽比例上升，海鹽比例下降。在燒堿生產中，原鹽使用費用約占燒堿生產成本的20%。在氯堿產能嚴重過剩、行業競爭越來越激烈的今天，降低生產成本是氯堿企業持續發展的重點工作之一，其中改善用鹽的多樣性、合理按一定比例使用原鹽也是降低燒堿生產成本的主要方法之一。

1 原鹽的性質及組成

原鹽化學名稱氯化鈉，化學分子式為NaCl，分子量為58.5，純的氯化鈉很少潮解，普通工業鹽除含NaCl外，還含有 CaCl2、MgCl2等雜質，這些雜質吸收空氣中的水分使原鹽潮解結塊，給運輸、貯存和使用帶來一定困難。根據鹽礦資源的不同，鹽可分為海鹽、湖鹽、巖鹽和井鹽。原鹽的成分主要是氯化鈉、鈣（Ca2+）、鎂（Mg2+）、硫酸根、水溶性雜質、水不溶物性雜質和水分。用于氯堿生產的原鹽含 NaCl約 94%，鈣（Ca2+）、鎂（Mg2+）含量各約0.1%～0.3%。

2 原鹽質量對離子膜燒堿生產的影響

鹽水是離子膜電解生產燒堿產品的血液，原鹽質量直接影響鹽水精制劑的消耗以及離子膜電解槽的性能等。鹽水中鈣（Ca2+）、鎂（Mg2+）、硫酸根等含量高要增加精制劑氫氧化鈉（NaOH）、純堿（Na2CO3）的用量從而增加費用影響成本；鹽水中雜質含量特別是Mg2+/Ca2+比值，直接影響化鹽、澄清、洗泥設備的效率，如Mg2+/Ca2+比值大于2時一般澄清設備很難滿足工藝要求。

3 離子膜燒堿生產對精鹽水主要指標的要求

精鹽水控制指標：NaCl：（310±5） g/L，鈣（Ca2+）%+鎂（Mg2+）%≤20×10-9，Fe≤1×10-6，Ba≤0.1×10-6，SiO2≤5×10-6，Al≤0.1×10-6。

4 離子膜燒堿生產的原理

氯化鈉水溶液電解原理：在電解食鹽水溶液所使用的陽離子交換膜的膜體中有活性基團，它是由帶負電荷的固定離子SO-3、COO-，同一個帶正電荷的Na+形成靜電鍵，由于活性基團具有親水性能，而使膜在溶液中溶脹，膜體結構變松，從而造成許多微細彎曲的通道，使其活性基團中的對離子Na+可以與水溶液中的同等電荷的Na+進行交換，與此同時膜中的活性基團中的固定離子具有排斥Cl-和OH-的能力，從而獲得高純度的氫氧化鈉溶液、氫氣和氯氣。

電解槽中氯化鈉溶液發生的電解反應式如下。陽極反應：

陰極反應：

5 原料鹽的構成

寧夏英力特化工股份有限公司原料鹽供應廠家有查漢池鹽、漠河鹽、鹽橋鉀鎂鹽、青鹽和新引進的精制鹽，各種原料鹽使用情況見表1（2018年3-6月平均值）。

原鹽中主要雜質離子含量對助劑消耗及設備能力都會造成一定影響。為滿足生產需求，該公司要求原鹽中鈣鎂含量（Mg2++Ca2+）≤0.4%，硫酸根含量≤0.4%。

（1）假設1 t原鹽中含Ca2+為0.1%，則按需要消耗的純堿（Na2CO3）為 X（t）

按供應純堿（Na2CO3）規格為：98%固體，價格2 000元/t計算，每噸原鹽含Ca2+為0.1%則需消耗純堿（Na2CO3），即 0.002 7÷0.98×2 000=5.52（元/t）。

（2）假設1 t原鹽中含 Mg2+為 0.1%，則按需要消耗的氫氧化鈉（NaOH）為 Y（t）。

按氫氧化鈉（NaOH）價格1 800元/t（折百堿價格）計算，每噸原鹽含Mg2+為0.1%則需消耗助劑氫氧化鈉（NaOH）0.0033t，即 0.0033×1800=5.94（元/t）。

6 三種原鹽搭配方案使用情況（見表2）

由表2可知，三種原鹽使用方案都能滿足生產指標要求，但是第一種方案使用成本最低。若單用精制鹽，因精制鹽顆粒較細，在化鹽池內靠近出口的部位未來得及溶解即隨水流被泵抽吸至管道內，長時間積累在管道轉彎處和設備接口處易發生結鹽現象，堵塞流體通道。若單獨使用青鹽雖然輔料消耗少，但原鹽本身價格高，單用漠河鹽、查漢池鹽、鹽橋鉀鎂鹽雖然節約了原鹽費用，但輔料消耗量大或指標不合格，對一次鹽水系統設備有損耗，長期使用對成本控制不利。所以必須使用多種鹽合理搭配才能在滿足生產指標的前提下進一步降低生產成本。