淺談電解鎂生產中的氯氣處理

沈 軍，楊保宏，殷萬成

（1.青海鹽湖鎂業有限公司，青海 格爾木 816000；2.青海鹽湖元品化工有限責任公司，青海 格爾木 816000）

從理論上來說，在電解鎂的生產過程中，如果是以無水氯化鎂或者是無水鉀光鹵石為原料進行的，那么獲得一噸的電解鎂就要產生2.85噸的氯氣。而如果釋放過多的氯氣，將會對環境造成一個不好的影響。因此，在電解鎂工藝進行的過程中要注意對氯氣的回收。

1 國內電解鎂生產中氯氣處理工藝

20世紀50年代，我國從蘇聯引入了一種電解鎂工藝，但在這個工藝中會產生副產品，即氯氣。氯氣從電解槽出來進入到帶刮板的氯氣通，到最后進入到氯氣壓機室中。但是由于從電解槽出來的氯氣中包含著一定的升華物，因此無法完全清理氯氣[1]。一部分氯氣將因為穩定的降低留著導管內部，需要通過濾器導管內定向移動的刮板定時將其清理，然后通過水溶解后排放。但是在這個過程中仍然會有部分升華物隨著濾器進入到過濾器中，由于氯壓機中的硫酸有干燥氯氣所含水分的作用，所以將會出現氯氣袋濾器無法過濾的一種酸不溶物。這種物質的出現會對后續的工藝產生影響。因此，在當時的氯氣處理系統中，存在著以下幾個方面的問題。第一個方面的問題是有關密封性的問題。如果電解槽的密封性不好，容易導致導管的腐蝕。而當導管被腐蝕之后，必須對導管進行更換，否則后續的工作將無法進行。但是更換導管是一個非常艱難的過程。第二個方面的問題是濾袋容易被堵塞的問題。第三個方面的問題來源于粉塵過濾。粉塵過濾不好，容易導致機器故障，需要進行高頻率的檢查與維修。這種技術屬于大型有隔板鎂電解技術，然后出現的大型無隔板鎂電解技術已經解決了很多問題。原本的大型有隔板鎂電解生產的過程中，生產環境相對比較惡劣，工人工作起來非常的辛苦，而且長期的工作會對工人的身體造成一定的影響。而現在的大型無隔板電解鎂工藝不再出現以前的那種惡劣的工作環境。但是對于氯氣回收濃度這方面仍然存在著一些問題，因此當下對于大型無隔板鎂電解工藝的氯氣濃度的回收仍然有待探索。

2 氯氣回收濃度的有關影響

由于國內不同煤電解生產工廠的技術與管理水平的不一致，所以不同的電解鎂的廠家之間采取的氯氣回收的手段也是不同的。

這就導致不同廠家在氯氣的回收濃度以及氯氣的回收量之間都存在著一定的差異[2]。而本文僅僅是按照一個平均水平來進行簡單的分析與介紹的。

2.1 電解槽和氯氣回收系統的密封性是影響氯氣回收濃度的關鍵因素

首先對氯氣的回收濃度造成影響的就是氯氣回收系統的密封性。如果氯氣回收系統的密封性不好，那么自然而然就會有空氣進入其中。而通過電解槽處于負壓狀態，可以使得充入空氣減少，但是在使電解槽保持負壓狀態的時候，也要增加氯壓機的負壓。這樣會使得漏點形成更多，并且會使得原有的漏點更大。因此會形成一個惡性的循環，始終導致濾器回收系統中的空氣量增大[3]。所以必須使用雙機運行才能夠保證氯氣回收系統的正常運行。但是在氯氣回收過程中，如果進入大量的空氣，會使的氯氣的濃度降低，從此之外還會對設備系統的個別部位產生腐蝕的作用效果。因此，如果氯氣回收系統的密封性不好，不僅會使得回收到的氯氣濃度降低，還會對回收系統的裝置產生影響。

2.2 氯氣回收系統的暢通性是影響氯氣回收濃度的重要因素

氯氣回收系統的通暢與否將直接影響到氯氣的回收濃度，如果濾器回收系統的暢通信好，那么氯氣的回收濃度也很高。但是如果氯氣回收系統的密封性差，很有可能是由于氯氣回收系統阻力較大造成的。在這樣的情況下，管道和設備都很容易出現漏點的問題。而如果想要解決漏點現象則必須采用雙機作為發動機運行，但是雙機同樣會影響到氯氣的回收濃度。因此，如果氯氣回收系統的通暢性出現問題的時候是無法從別的途徑解決這一問題的，所以在進行電解鎂的工藝時，一定要保證氯氣回收系統始終有一個良好的暢通性。

2.3 病槽是影響回收率劑濃度的重要因素

通過調查研究可以發現，在具體的電解鎂的工藝中，病槽主要有三大類的情況。第一種就是熱槽，第二種是冷槽，第三種是電解質沸騰所導致的病槽。接下來，本文將對這三種情況分別進行簡單的論述。

2.3.1 熱槽對氯氣回收濃度的影響

熱槽現象可以說在病槽中是見怪不怪的一種情況了，它很容易出現在各個環節中。熱槽顧名思義將會使得電解槽的穩定升高，因此會導致電解質的溫度始終處于一個較高的水平。由于電解質處于液態，因此電解質的溫度始終保持在一個較高的水平會導致電解質的量減少，出現升華現象。而升華現象加劇導致的直接結果就是有更大量的升華物將會進入到氯氣的回收裝置當中。這樣除了導致鎂的損失增多以外，還會引發鎂的二次反應，出現更多的副產品。這些副產品的出現不僅僅會使得氯氣的回收濃度降低，還會造成氯氣回收非常困難。

2.3.2 冷槽對氯氣回收濃度的影響

冷槽是除熱槽以外，在病槽現象中最為常見的一種情況。冷槽與熱槽不同，熱槽使得電解質沸騰，而冷槽會導致電解質出現類似凝固的情況。冷槽狀態下的電解質表面呈暗紅色，嚴重時甚至結殼。由于電解質在冷槽狀態下變為固態，很容易把即將反應的鎂液弄臟，從而導致短路的現象出現。在目前仍然采用傳統的方式對這種情況進行處理，雖然這種傳統的方法在解決短路問題上有所幫助，但是這種方法會使得濕空氣和二氧化碳進入氯氣回收系統中，會導致氯氣回收濃度的降低。因此，這種方法仍然有待改進。

2.3.3 電解質沸騰對回收氯氣濃度的影響

當發生電解質沸騰的時候，其實和熱槽的情況相差無幾，但是電解質沸騰的狀態下還會使得電解質發出翻滾的聲音。所以這種情況下，不僅會導致氯的損失還會降低回收率氣的濃度，除此之外，勞動環境也會變得更加惡化。

2.4 對電解槽的日常操作和調整也會影響到氯氣回收濃度

在電解的不斷操作過程中，需要定期對電解槽進行操作以及調整。那是當進行這些作業的時候，很容易導致電解質的水平降低等等，從而會造成氯氣回收濃度降低。

因此，在對電解槽的日常操作和調整的過程中，也要十分小心注意。

3 提高氯氣回收濃度的措施

3.1 保證電解槽和氯氣回收系統的密封性

密封性的問題不僅存在氯氣的回收系統中，也存在于電解槽的裝置中。首先，我們應該明確在電解槽和氯氣回收系統中哪些部位是非常容易出現密封性不好的問題的。并且在檢查計劃中應該定期保持對這些很有可能出現漏點的地方進行檢查，并進行妥善的處理。還應該對電解質的水平進行控制，使其在規定范圍之上。

3.2 保持氯氣回收系統的通暢性

通過調查，我們可以發現在實際的生產過程中，電解槽經過一段時間的使用之后都會產生阻力偏大的情況。而主要原因是大部分是由于氯氣回收系統通暢性不好所導致的。根據實際的分析調查可以發現布袋除塵器無清理裝置會對氯氣回收系統的通暢性造成很大的影響。

為了保證氯氣回收系統有一個良好的通暢性，應該對這些容易出現問題的地方進行定期的檢查與記錄，一旦出現問題需要迅速更換。

4 結語

縱觀歷史上關于電解美中氯氣的回收處理，報現在雖然有所改進，但仍然存在著一些無法解決的問題。希望有更多的人進行探索，早日解決這些問題。