淺談離子膜生產(chǎn)鉀堿除硫酸根的生產(chǎn)工藝

李翠（青海鹽湖鎂業(yè)有限公司，青海 格爾木 816000）

淺談離子膜生產(chǎn)鉀堿除硫酸根的生產(chǎn)工藝

李翠（青海鹽湖鎂業(yè)有限公司，青海 格爾木 816000）

青海鹽湖30萬(wàn)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(huì)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(biāo)時(shí)，會(huì)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(guó)內(nèi)外市場(chǎng)中供應(yīng)較為緊張，價(jià)格也較高。離子膜生產(chǎn)氫氧化鉀、片鉀產(chǎn)品技術(shù)含量高，國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求量正逐年上升，發(fā)展前景好。離子膜電解法生產(chǎn)鉀堿工藝由于能耗低，副產(chǎn)的氯氣、氫氣也能帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。因此離子膜電解氯化鉀生產(chǎn)鉀堿有很大的發(fā)展前景，而鹽水SO42-中含量會(huì)制約離子膜電解氯化鉀的生產(chǎn)。

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(yīng)，生成不溶性的BaSO4沉淀，其反應(yīng)式如下：

氯化鋇的加入量需要按照鹽水中SO42-含量進(jìn)行調(diào)整，加入BaCl2不能過(guò)量，否則Ba2+會(huì)被樹(shù)脂塔吸附，使得樹(shù)脂塔增加負(fù)荷，而且Ba2+和電解陰極產(chǎn)物生成Ba(OH)2沉淀，堵塞離子膜。

2 流程敘述

來(lái)自界區(qū)的淡鹽水、生產(chǎn)水、濾液等首先在配水槽V-0102收集，由化鹽水泵P-0101轉(zhuǎn)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(jīng)過(guò)折流槽V-0104時(shí)加入精制劑氯化鋇、未脫氯淡鹽水、碳酸鉀并在反應(yīng)池R-0101A充分反應(yīng)，在反應(yīng)池R-0101B加入氫氧化鉀，并將反應(yīng)完全的粗鹽水進(jìn)入中間池V-0105，然后通過(guò)粗過(guò)濾器分離出粒徑≥1mm的機(jī)械雜物，進(jìn)入無(wú)機(jī)膜過(guò)濾器，無(wú)機(jī)膜過(guò)濾器采用無(wú)機(jī)膜管（無(wú)機(jī)膜元件的膜孔徑規(guī)格為50nm，孔徑分布在30～50nm之間，平均孔徑為40nm）作為過(guò)濾元件、以“錯(cuò)流”過(guò)濾的方式，過(guò)濾去除精制反應(yīng)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(jí)清液出口送出，送至混合器MX-0102，在混合器MX-0102內(nèi)加亞硫酸鉀以除去鹽水的游離氯，加入鹽酸以調(diào)整鹽水的PH值后進(jìn)入一次鹽水貯槽V-0116，經(jīng)一次鹽水泵P-0105送往電解，一次鹽水含有游離氯可通過(guò)在泵進(jìn)口添加亞硫酸鉀除去。鹽水粗過(guò)濾器N-0103、過(guò)濾循環(huán)罐V-0118、無(wú)機(jī)膜鹽水過(guò)濾器N-0102排出的鹽泥均進(jìn)入鹽泥池V-0114，經(jīng)鹽泥引水罐SP-

0101用鹽泥泵P-0108送入板框壓濾機(jī)N-0101壓濾，壓濾清液進(jìn)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(qū)。

3 除硫酸根過(guò)程中的主要控制指標(biāo)

序號(hào)控制項(xiàng)目頻次1淡鹽水取樣地點(diǎn)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(wú)機(jī)膜過(guò)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(biāo)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(jī)）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(jié)語(yǔ)

自2016年10月試車(chē)以來(lái)，本裝置目前穩(wěn)定運(yùn)行達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)。生產(chǎn)中還需進(jìn)一步解決以下兩個(gè)問(wèn)題：1、原鹽中雜質(zhì)含量較高，反應(yīng)生成的沉淀堵塞離子膜孔隙，降低離子膜的滲透性，導(dǎo)致電流效率下降，槽電壓升高，破壞了電解槽的正常運(yùn)行。2、半年時(shí)間的運(yùn)行原鹽中硫酸根的富集量增多,在生產(chǎn)過(guò)程中氯化鋇的用量較大，生產(chǎn)成本高，并且氯化鋇有劇毒，存儲(chǔ)和管理氯化鋇及處理大量的硫酸鋇沉淀物，給安全和環(huán)保帶來(lái)極大的困難。

[1]程芳琴，李華，《鹽湖鹵水凈化除雜的試驗(yàn)研究》，《山西大學(xué)學(xué)報(bào)》，2004.6.

[2]張子興，《鹽湖鹵水凈化除雜工藝研究》，《山西大學(xué)學(xué)報(bào)》，2008.4.