淺談石灰純堿法精制鹽水

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(連云港堿業(yè)有限公司，江蘇連云港 222042)

1 石灰純堿法精制鹽水

我公司鹽水約60%來自于淮安地下鹽礦的鹵水，化鹽后的粗鹽水雜質(zhì)較多，見表1。

表1 我公司鹵水與粗鹽水成分

Mg2++Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+ Ca2+

Ca2++ Na2CO3=CaCO3↓+2Na+

為了防止鎂反應(yīng)器內(nèi)過細(xì)結(jié)晶析出，從澄清桶排泥取少量鹽泥返回到反應(yīng)器中進(jìn)行培育，促使晶粒成長較快，防止溶液過飽和出現(xiàn)細(xì)微晶粒。在鈣反應(yīng)器中加入堿液反應(yīng)除鈣，經(jīng)過曲徑槽的鹽水中加入助沉劑聚丙烯酰胺后，進(jìn)入澄清桶的沉淀泥界面的下部，鹽水經(jīng)過沉淀泥的濾層后被過濾和沉降。

2 鹽水精制設(shè)備

表2 精制工序常見設(shè)備

3 兩步法改為一步法

3.1 兩步法的缺點(diǎn)

兩步法除鈣鎂，灰乳先加入除鎂反應(yīng)器，與鎂離子反應(yīng)生成氫氧化鎂，同時(shí)要控制灰乳氫氧化鈣有一定過量度?；鞚嵋喝缓笤龠M(jìn)入除鈣器，與煅燒工序來的熱堿液反應(yīng)，熱堿液pH值約10.8，并且含有部分重碳酸根(平均值約22 tt)，除鈣效率受到一定的影響。生產(chǎn)控制時(shí)，鎂反應(yīng)器灰乳過剩量不容易控制好，灰乳流量和鈣反應(yīng)器堿液流量要求平穩(wěn)不中斷，并且流量大小要保持一定的比例，精鹽水的鈣鎂指標(biāo)波動(dòng)相對(duì)較大，控制較為麻煩。

3.2 兩步法改為苛化法

1997年我廠把兩步法改為苛化一步法，堿液與灰乳在苛化槽內(nèi)充分反應(yīng)后，苛化液(碳酸鈉和氫氧化鈉)加入鎂反應(yīng)器。

苛化反應(yīng)：2NaHCO3+Ca(OH)2=Na2CO3+CaCO3↓+2H2O

Na2CO3(過量)+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓

飽和重碳酸鈉溶液pH值在8.35，首先轉(zhuǎn)化為碳酸根。

當(dāng)加入堿性物質(zhì)時(shí)，重碳酸根先變成碳酸根，因此熱堿液的重碳酸根離子得到較充分的利用。

除鎂、鈣：Mg2++2NaOH =Mg(OH)2↓+2Na+

Ca2++ Na2CO3=CaCO3↓+2Na+

表3 苛化槽典型設(shè)備表

4 一步法改造后的效果

除鈣、鎂反應(yīng)，均在鎂反應(yīng)器中進(jìn)行。在攪拌的作用下，反應(yīng)時(shí)間在5～10 s；堿液中NaHCO3在苛化槽全部轉(zhuǎn)化Na2CO3，堿液消耗較一步法略低；由原兩步法除Mg2+、Ca2+改為一步法，工藝流程更簡化，運(yùn)行控制更方便，除鎂效率只需要控制精鹽水pH即可，精制鹽水的鈣鎂指標(biāo)更穩(wěn)定。

2010年6月，因1#鈣反應(yīng)器停車檢修，車間臨時(shí)從鎂反應(yīng)器出口接旁路進(jìn)入曲徑槽。檢修工期20天，期間精鹽水殘留鈣、鎂沒有升高，濁度沒有變化。有此實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，我們根據(jù)鹵水使用以來，粗鹽水中鎂、鈣含量均低于1.0 tt的事實(shí)，在2012年7月，我們從2#鈣反應(yīng)器進(jìn)口管接Dg350管線直接到2#曲徑槽， 在2#鈣反應(yīng)器進(jìn)口加盲板，停用了鈣反應(yīng)器。運(yùn)行一段時(shí)間以來，除鎂、除鈣效率沒有變化,從鎂反應(yīng)器出口測pH值在9.8～10.6,精鹽水的濁度在10～30 ppm，多數(shù)時(shí)間在10 ppm。停運(yùn)除鈣反應(yīng)器后，簡化了工藝流程，它解決了除鈣反應(yīng)器進(jìn)口管經(jīng)常結(jié)疤的問題，停用除鈣反應(yīng)器還降低了電耗，同時(shí)熱堿液消耗有所下降(約下降20%)，精制水鈣鎂指標(biāo)更穩(wěn)定，在實(shí)際生產(chǎn)中可行。

苛化法精制鹽水控制要點(diǎn)，是以反應(yīng)終點(diǎn)的精制鹽水pH值來控制苛化液的加入量。40 ℃時(shí)氫氧化鎂溶解度43 mg/L pH為10.17，運(yùn)行時(shí)以pH值在10.0～10.3之間較為適宜，比兩步法更容易控制，反應(yīng)劑熱堿液中的重碳酸根也得到利用，熱堿液的消耗與兩步法比要低20%左右。正常生產(chǎn)時(shí)pH值10.6左右時(shí)可以控制鎂離子0.006 tt。如果需要降低鎂的殘留量減少純堿產(chǎn)品結(jié)堿球，可以加大苛化液量通過提高pH值10.8左右，較方便地降低殘留溶解鎂離子到5 mg/L以下，可以略微加大或者不用改變灰乳與熱堿液的比例?？粱ň汽}水中溶解殘留的鈣2.4 mg/L左右(0.0024 tt)，水中硫酸鈣溶解度約1060 mg/L，因此不容易在后系統(tǒng)中形成硫酸鈣沉淀，不需要專門除去硫酸根。

關(guān)于精制鹽水濁度問題，由氫氧化鎂和碳酸鈣的溶解度可知，因pH值不同，精鹽水中含有溶解氫氧化鎂和碳酸鈣約20～50 mg/L，溶液中懸浮的細(xì)顆粒濁度多數(shù)為氫氧化鎂和碳酸鈣微小顆粒，控制澄清桶負(fù)荷和流速，對(duì)降低精制鹽水的濁度也有好處，也可防止后系統(tǒng)起堿球。我公司目前濁度正常在10 NTU左右，基本能滿足純堿生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量的要求。