含水率對(duì)散濕鹽結(jié)塊影響的實(shí)驗(yàn)分析

朱旭初，趙營(yíng)峰，謝興勝

(中鹽金壇鹽化有限責(zé)任公司，江蘇 金壇 213200)

1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h2>

2018年上半年，中鹽金壇鹽化有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱“公司”)運(yùn)至下游用戶的散濕鹽在碼頭停留兩天后結(jié)塊嚴(yán)重，嚴(yán)重影響產(chǎn)品運(yùn)輸效率，給散濕鹽運(yùn)輸、裝卸等帶來(lái)很大困難。影響散濕鹽結(jié)塊的因素主要有其自身的含水率，鹽粒徑的大小，鹽在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中周圍環(huán)境的濕度、溫度和壓力，是否添加抗結(jié)劑等等[1]。目前生產(chǎn)裝置和儲(chǔ)存運(yùn)輸條件都已基本定型，從粒徑等方面改進(jìn)的空間不大。公司下游用戶多為氯堿企業(yè)，如果在散濕鹽中添加抗結(jié)劑亞鐵氰化鉀，帶入的鐵離子進(jìn)入離子膜電解槽后會(huì)使槽電壓明顯升高，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率，所以不能通過(guò)添加抗結(jié)劑來(lái)解決散濕鹽的結(jié)塊問(wèn)題。

在此情況下，散濕鹽的含水率成為影響其是否結(jié)塊的可改進(jìn)的重要因素。為解決上述問(wèn)題，探索散濕鹽結(jié)塊與含水率之間的關(guān)系，特進(jìn)行此次散濕鹽結(jié)塊與含水率關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。

2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

2.1 實(shí)驗(yàn)取樣

在散濕鹽含水率企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/320482 FYH003-2013(含水率≤3.0%)內(nèi)，散濕鹽離心脫水的含水率基本在2.0%～3.5% 。根據(jù)企標(biāo)和設(shè)備特性綜合考慮，實(shí)驗(yàn)的含水率基本控制在該范圍內(nèi)。分別取含水率為2.12%、2.3%、2.6%、2.8%、 3.34%各四袋。其中：2.12%、2.3%、2.6%、3.34%直接取自二期車間的離心機(jī)，含水率2.8%的樣由離心機(jī)的2.41%樣加水配制而成。每個(gè)含水率所取樣為4份，規(guī)格均為25 kg，由PE袋包裝并熱封，模擬散濕鹽堆積并防止水分流失。

2.2 實(shí)驗(yàn)時(shí)間

實(shí)驗(yàn)時(shí)間為：2018-06-08～2018-08-07

將熱封好的鹽袋豎立放置，自取樣日7 d后打開(kāi)2.3%的鹽袋發(fā)現(xiàn)濕鹽并未結(jié)塊。從取樣日15 d開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，而后自取樣日的30 d、45 d、60 d打開(kāi)鹽袋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2.3 實(shí)驗(yàn)方法

打開(kāi)鹽袋后，將結(jié)塊較硬的鹽塊制作成底部直徑5 cm～8.5 cm不等，高5 cm的圓柱體鹽塊，隨后在電子秤稱重上用手掌施壓按壓鹽塊，記錄下鹽塊破碎時(shí)電子秤顯示的讀數(shù)，隨后計(jì)算鹽塊的固結(jié)度。

濕鹽固結(jié)度(kgf/cm2)=鹽塊破碎時(shí)的力/鹽塊圓柱的底面積

根據(jù)鹽塊固結(jié)度的大小可判斷出各含水率下濕鹽結(jié)塊程度。

3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析(表1、圖1～圖5)

表1 不同含水率隨存放時(shí)間延長(zhǎng)對(duì)濕鹽固結(jié)度的影響Tab.1 Effect of different moisture contents on consolidation degree of wet salt with extended storage time

圖1 封存15 d濕鹽固結(jié)度數(shù)據(jù)分析Fig.1 Data analysis of wet salt consolidation degree for 15 days

圖2 封存30 d濕鹽固結(jié)度數(shù)據(jù)分析Fig.2 Data analysis of wet salt consolidation degree for 30 days

圖3 封存45 d濕鹽固結(jié)度數(shù)據(jù)分析Fig.3 Data analysis of wet salt consolidation degree for 45 days

從表1、圖1～圖5可以看出，隨著濕鹽含水率的增加其固結(jié)度在逐漸降低，也就是說(shuō)濕鹽的含水率越高，其就越不容易結(jié)塊。而3.34%含水率有上升趨勢(shì)，其固結(jié)度介于2.6%～2.8%之間。說(shuō)明，在2.8%～3.34%之間，還存在最低點(diǎn)可能，但因該范圍在企標(biāo)的臨界點(diǎn)3.0%左右，即使找到該點(diǎn)，生產(chǎn)操作控制也比較困難，因此未再細(xì)化。

圖4 封存60 d濕鹽固結(jié)度數(shù)據(jù)分析Fig.4 Data analysis of wet salt consolidation degree for 60 days

圖5 不同含水率濕鹽平均固結(jié)度數(shù)據(jù)分析Fig.5 Data analysis of average consolidation degree of wet salt with different moisture contents

之所以出現(xiàn)這樣的結(jié)果，是因?yàn)樗肿釉谑雏}晶體之間發(fā)生了移動(dòng)。當(dāng)食鹽和少量的水混合在一起時(shí)，由于水和氯化鈉都屬于極性分子，水分子就會(huì)附著在晶體表面，水將極微量的食鹽表面溶解，然后又重新蒸發(fā)，轉(zhuǎn)移到其他的晶體表面，依次反復(fù)進(jìn)行。在食鹽晶體之間接觸的地方，由于這種溶解與蒸發(fā)發(fā)生粘連，從而導(dǎo)致了食鹽結(jié)塊。在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，水分含量越高這種溶解與蒸發(fā)發(fā)生率就越高，食鹽結(jié)塊就越嚴(yán)重。而當(dāng)水分多到一定程度，食鹽里的水將足夠多的食鹽晶體表面溶解，部分晶體之間接觸的地方一直處于溶解狀態(tài)，粘連的晶體就會(huì)減少，結(jié)塊現(xiàn)象就會(huì)減輕，當(dāng)水分多到足以將全部表面全部溶解，就不會(huì)有結(jié)塊的現(xiàn)象發(fā)生。有實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)水分達(dá)到6%時(shí)基本不會(huì)結(jié)塊[2]。

4 結(jié)論

含水率是影響散濕鹽結(jié)塊的一個(gè)重要因素，從實(shí)驗(yàn)可以看出，當(dāng)濕鹽含水率在2%～3%時(shí)，隨著含水率的增高，其濕鹽固結(jié)度越低，說(shuō)明結(jié)塊程度越低。在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，可通過(guò)調(diào)節(jié)離心機(jī)的操作參數(shù)，適當(dāng)提高濕鹽的含水率在2.6%～3.0%之間，這樣可以有效減輕散濕鹽的結(jié)塊程度。