硫酸根對離子膜電解工藝影響及處理

周揚

(青海鹽湖工業股份有限公司，青海 格爾木 816000)

離子交換膜引入氯堿制造工藝已經歷了20多年，對于鹽水中所含雜質的處理方法有了顯著的進步。陽離子雜質比較好除去，而且對于它的反應原理也進行了很好的研究。陰離子的影響相對清楚，但其相互作用和運行條件的關系等還有必要進行更深入的研究。

在氯堿行業離子膜電解工藝中，硫酸根不僅影響電流效率，且對離子膜使用壽命有較大影響。本文就硫酸根對氯堿離子膜電解工藝的影響及處理方法展開論述。

1 硫酸根對離子膜電解工藝的影響

1.1 硫酸根與鈣離子結合對電解槽離子膜的影響

硫酸鈣在水中的溶度積常數為6.5×10-5時，由于鹽水中存在鹽效應，硫酸鈣溶度積常數比水中大得多，但還是能夠建立硫酸根離子平衡濃度，且硫酸根離子平衡濃度隨用鹽量、原鹽質量的波動而波動，就會加速硫酸鈣的沉淀速度。硫酸根與鈣離子反應原理：

在氯化鈉、氯化鎂等溶液環境下，硫酸鈣的溶解度有所增大，例如70 ℃和20 ℃時，硫酸鈣在氯化鈉水溶液中的溶解度[1]如圖1所示。

圖1 硫酸鈣在氯化鈉水溶液中的溶解度Fig.1 Solubility of calcium sulfate in sodium chloride aqueous solution

但隨著鈣鎂離子濃度的增大，硫酸根與鈣離子依然會產生硫酸鈣沉淀，硫酸鈣沉淀附著在離子膜表面，堵塞離子膜上的通道，從而降低離子膜選擇透過性能；堵塞較為嚴重時，電解槽的整體處理能力明顯下降，須停車對離子膜進行處理。

有效去除硫酸鈣的方法有物理法和化學法。……