鹵水凈化工藝中助沉劑的選用及工藝優(yōu)化

李小景，高衛(wèi)星，杜 瀟，王平和

(內(nèi)蒙古蘭太實(shí)業(yè)股份有限公司，內(nèi)蒙古 阿拉善 750333)

1 前言

鹵水凈化工藝是真空制鹽工藝過程中的關(guān)鍵工序之一，內(nèi)蒙古蘭太實(shí)業(yè)股份有限公司(以下簡稱“公司”)鹵水凈化工藝中，在混鹵中加入助沉劑是提高鹵水透光率的主要措施，公司使用丙烯酰胺做助沉劑原料。但丙烯酰胺聚合、再溶解所需時間長，不能滿足正常生產(chǎn)需求；同時使用丙烯酰胺做助沉劑，鹵水透光率偏低，無法達(dá)到工藝要求，影響產(chǎn)品質(zhì)量。為了提高鹵水透光率，保證鹵水質(zhì)量，公司對助沉劑原料及工藝進(jìn)行了優(yōu)化選型，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，最終確定了用1 800萬分子量的陰離子聚丙稀銑胺做助沉劑。

聚丙烯酰胺(PAM)，英文名稱為Poly(acrylamide)，CAS號為9003-05-8，分子式為(C3H5NO)n，聚丙烯酰胺是一種線狀的有機(jī)高分子聚合物，同時也是一種高分子水處理絮凝劑產(chǎn)品，專門可以吸附水中的懸浮顆粒，在顆粒之間起鏈接架橋作用，使細(xì)顆粒形成比較大的絮團(tuán)，并且加快了沉淀的速度。特點(diǎn)：絮凝性。PAM能使懸浮物質(zhì)通過電中和，起到絮凝作用，粘合性?？梢酝ㄟ^物理的化學(xué)作用等起到粘合作用，增稠性。在中性和酸性條件下都有增稠作用，如果pH值在10以上PAM容易水解。主要用途：聚丙烯酰胺是重要的水溶性聚合物，并兼具絮凝性、增稠性、耐剪切性、降阻性、分散性等寶貴性能。這些性能隨著衍生物離子的不同而各有側(cè)重。因而在采油、選礦、洗煤、冶金、化工、造紙、紡織、制糖、醫(yī)藥、環(huán)保、建材、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等部門都有廣泛使用。

2 生產(chǎn)現(xiàn)狀

2.1 鹵水凈化的基本情況

鹵水凈化的方法為兩堿加氯化鋇法。鹵水凈化反應(yīng)的基本原理：

2.2 助沉劑的選擇使用

目前使用丙烯酰胺做助沉劑原料，丙烯酰胺聚合、再溶解時間長，影響生產(chǎn)，公司精鹵質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)鹵水透光率≥90%，目前工藝生產(chǎn)鹵水透光率波動大，經(jīng)常出現(xiàn)不合格(見表1)，影響鹵水質(zhì)量。

表1 精鹵透光率統(tǒng)計表Tab.1 Statistics of light transmittance of refined brine %

2.3 助沉劑使用方法

配制時需設(shè)專崗配制人員(3人)，拉運(yùn)司機(jī)1人，由于反應(yīng)釜和攪拌桶距離較遠(yuǎn)，裝卸工必須將助沉劑拉運(yùn)至配制桶處，使用吊裝設(shè)備吊至攪拌桶，稀釋后加入混鹵中使用，拉運(yùn)、吊裝過程人員工作量大，勞動強(qiáng)度高。

2.4 助沉劑加入工藝圖，見圖1。

圖1 助沉劑加入工藝流程圖Fig.1 Process flow chart of adding original Acrylcarrier

3 優(yōu)化改造措施

(1)助沉劑類型對鹵水中的雜質(zhì)及藥品反應(yīng)后的沉淀物沉降效果影響很大，多數(shù)情況下往往是決定因素。一般情況下，非離子型的聚丙烯酰胺(PAM)類助沉劑適用的pH值范圍為1～6；陰離子PAM適用的pH值范圍為6～10；陽離子型PAM適用的pH值范圍為0～10，助沉劑類型的選擇除了考慮沉降效果因素外，還要考慮沉降物的過濾性能，只有滿足這兩方面的要求，方能滿足生產(chǎn)需求。經(jīng)試驗(yàn)公司最終選用分子量為1 800萬的陰離子聚丙烯酰胺做助沉劑。

(2)撤去原助沉劑崗位，拆除原容積為4 m3的溶解桶，拆除原吊裝高度為15 m的吊裝設(shè)備一臺。

(3)在原配藥崗位安裝型號為Φ2 600 mm×3 200 mm的溶解罐一個，安裝XLDY7型行星擺線針輪減速機(jī)一臺及攪拌器一套。安裝型號為YHB90-20的臥式離心泵一臺。

(4)經(jīng)實(shí)驗(yàn)，最終確定將助沉劑加入管分別安裝在化鹽桶至道爾溢流管上、道爾中心桶處及道爾折流槽上，以便生產(chǎn)不同鹽種時選擇不同位置加入。

(5)為保證成品鹵水中NaCl含量≥300 g/L,助沉劑配制時必須使用NaCl含量大于300 g/L的精鹵配制，配制方法為：0.8 kg～1 kg陰離子聚丙烯酰胺配制16 m3精鹵。并使用XLDY-7型攪拌器攪拌45 min～55 min，生產(chǎn)工業(yè)鹽助沉劑加入位置為折流槽，加入量為3 m3/h～4 m3/h，生產(chǎn)精濕鹽時助沉劑分流至化鹽桶至道爾溢流管中部，1#、2#道爾中心桶，加入量為4 m3/h～6 m3/h，配制時需先加入鹵水，然后開啟攪拌攪拌2 min～3 min后，方可將聚丙烯酰胺分多次加入。優(yōu)化后精鹵透光率見表2。

表2 優(yōu)化后精鹵透光率統(tǒng)計表Tab.2 Statistical table of light transmittance of refined brine after optimization %

4 優(yōu)化后的經(jīng)濟(jì)效益

(1)通過對鹵水凈化工藝中助沉劑優(yōu)化改造，達(dá)到減員增效的效果，減少崗位操作人員3人。

(2)由于反應(yīng)釜與攪拌桶之間距離遠(yuǎn)，需專車每天拉運(yùn)，拉運(yùn)量約1.05 t，拉運(yùn)距離約2 km，通過工藝優(yōu)化，減少汽車司機(jī)崗位1人，減少了助沉劑裝卸拉運(yùn)費(fèi)用。

5 結(jié)論

公司從降低生產(chǎn)成本，減輕人員工作量、提高生產(chǎn)效率入手，對助沉劑原料重新選型及對配制工藝優(yōu)化改造，改造完成后，效果顯著。精鹵鹵水透光率達(dá)到工藝控制標(biāo)準(zhǔn)≥90%，最高值達(dá)95.0%，精鹵透光率合格率達(dá)到了100%，在提高鹵水質(zhì)量的同時，為下一工序真空制鹽生產(chǎn)提供了保障。