淺談電解鎂生產(chǎn)中的氯氣處理

沈 軍，楊保宏，殷萬(wàn)成

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

從理論上來(lái)說(shuō)，在電解鎂的生產(chǎn)過(guò)程中，如果是以無(wú)水氯化鎂或者是無(wú)水鉀光鹵石為原料進(jìn)行的，那么獲得一噸的電解鎂就要產(chǎn)生2.85噸的氯氣。而如果釋放過(guò)多的氯氣，將會(huì)對(duì)環(huán)境造成一個(gè)不好的影響。因此，在電解鎂工藝進(jìn)行的過(guò)程中要注意對(duì)氯氣的回收。

1 國(guó)內(nèi)電解鎂生產(chǎn)中氯氣處理工藝

20世紀(jì)50年代，我國(guó)從蘇聯(lián)引入了一種電解鎂工藝，但在這個(gè)工藝中會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)品，即氯氣。氯氣從電解槽出來(lái)進(jìn)入到帶刮板的氯氣通，到最后進(jìn)入到氯氣壓機(jī)室中。但是由于從電解槽出來(lái)的氯氣中包含著一定的升華物，因此無(wú)法完全清理氯氣[1]。一部分氯氣將因?yàn)榉€(wěn)定的降低留著導(dǎo)管內(nèi)部，需要通過(guò)濾器導(dǎo)管內(nèi)定向移動(dòng)的刮板定時(shí)將其清理，然后通過(guò)水溶解后排放。但是在這個(gè)過(guò)程中仍然會(huì)有部分升華物隨著濾器進(jìn)入到過(guò)濾器中，由于氯壓機(jī)中的硫酸有干燥氯氣所含水分的作用，所以將會(huì)出現(xiàn)氯氣袋濾器無(wú)法過(guò)濾的一種酸不溶物。這種物質(zhì)的出現(xiàn)會(huì)對(duì)后續(xù)的工藝產(chǎn)生影響。因此，在當(dāng)時(shí)的氯氣處理系統(tǒng)中，存在著以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。第一個(gè)方面的問(wèn)題是有關(guān)密封性的問(wèn)題。如果電解槽的密封性不好，容易導(dǎo)致導(dǎo)管的腐蝕。而當(dāng)導(dǎo)管被腐蝕之后，必須對(duì)導(dǎo)管進(jìn)行更換，否則后續(xù)的工作將無(wú)法進(jìn)行。但是更換導(dǎo)管是一個(gè)非常艱難的過(guò)程。第二個(gè)方面的問(wèn)題是濾袋容易被堵塞的問(wèn)題。第三個(gè)方面的問(wèn)題來(lái)源于粉塵過(guò)濾。粉塵過(guò)濾不好，容易導(dǎo)致機(jī)器故障，需要進(jìn)行高頻率的檢查與維修。這種技術(shù)屬于大型有隔板鎂電解技術(shù)，然后出現(xiàn)的大型無(wú)隔板鎂電解技術(shù)已經(jīng)解決了很多問(wèn)題。原本的大型有隔板鎂電解生產(chǎn)的過(guò)程中，生產(chǎn)環(huán)境相對(duì)比較惡劣，工人工作起來(lái)非常的辛苦，而且長(zhǎng)期的工作會(huì)對(duì)工人的身體造成一定的影響。而現(xiàn)在的大型無(wú)隔板電解鎂工藝不再出現(xiàn)以前的那種惡劣的工作環(huán)境。但是對(duì)于氯氣回收濃度這方面仍然存在著一些問(wèn)題，因此當(dāng)下對(duì)于大型無(wú)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(guān)影響

由于國(guó)內(nèi)不同煤電解生產(chǎn)工廠的技術(shù)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(dǎo)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(gè)平均水平來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析與介紹的。

2.1 電解槽和氯氣回收系統(tǒng)的密封性是影響氯氣回收濃度的關(guān)鍵因素

首先對(duì)氯氣的回收濃度造成影響的就是氯氣回收系統(tǒng)的密封性。如果氯氣回收系統(tǒng)的密封性不好，那么自然而然就會(huì)有空氣進(jìn)入其中。而通過(guò)電解槽處于負(fù)壓狀態(tài)，可以使得充入空氣減少，但是在使電解槽保持負(fù)壓狀態(tài)的時(shí)候，也要增加氯壓機(jī)的負(fù)壓。這樣會(huì)使得漏點(diǎn)形成更多，并且會(huì)使得原有的漏點(diǎn)更大。因此會(huì)形成一個(gè)惡性的循環(huán)，始終導(dǎo)致濾器回收系統(tǒng)中的空氣量增大[3]。所以必須使用雙機(jī)運(yùn)行才能夠保證氯氣回收系統(tǒng)的正常運(yùn)行。但是在氯氣回收過(guò)程中，如果進(jìn)入大量的空氣，會(huì)使的氯氣的濃度降低，從此之外還會(huì)對(duì)設(shè)備系統(tǒng)的個(gè)別部位產(chǎn)生腐蝕的作用效果。因此，如果氯氣回收系統(tǒng)的密封性不好，不僅會(huì)使得回收到的氯氣濃度降低，還會(huì)對(duì)回收系統(tǒng)的裝置產(chǎn)生影響。

2.2 氯氣回收系統(tǒng)的暢通性是影響氯氣回收濃度的重要因素

氯氣回收系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)的密封性差，很有可能是由于氯氣回收系統(tǒng)阻力較大造成的。在這樣的情況下，管道和設(shè)備都很容易出現(xiàn)漏點(diǎn)的問(wèn)題。而如果想要解決漏點(diǎn)現(xiàn)象則必須采用雙機(jī)作為發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行，但是雙機(jī)同樣會(huì)影響到氯氣的回收濃度。因此，如果氯氣回收系統(tǒng)的通暢性出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候是無(wú)法從別的途徑解決這一問(wèn)題的，所以在進(jìn)行電解鎂的工藝時(shí)，一定要保證氯氣回收系統(tǒng)始終有一個(gè)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(guò)調(diào)查研究可以發(fā)現(xiàn)，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(zhì)沸騰所導(dǎo)致的病槽。接下來(lái)，本文將對(duì)這三種情況分別進(jìn)行簡(jiǎn)單的論述。

2.3.1 熱槽對(duì)氯氣回收濃度的影響

熱槽現(xiàn)象可以說(shuō)在病槽中是見(jiàn)怪不怪的一種情況了，它很容易出現(xiàn)在各個(gè)環(huán)節(jié)中。熱槽顧名思義將會(huì)使得電解槽的穩(wěn)定升高，因此會(huì)導(dǎo)致電解質(zhì)的溫度始終處于一個(gè)較高的水平。由于電解質(zhì)處于液態(tài)，因此電解質(zhì)的溫度始終保持在一個(gè)較高的水平會(huì)導(dǎo)致電解質(zhì)的量減少，出現(xiàn)升華現(xiàn)象。而升華現(xiàn)象加劇導(dǎo)致的直接結(jié)果就是有更大量的升華物將會(huì)進(jìn)入到氯氣的回收裝置當(dāng)中。這樣除了導(dǎo)致鎂的損失增多以外，還會(huì)引發(fā)鎂的二次反應(yīng)，出現(xiàn)更多的副產(chǎn)品。這些副產(chǎn)品的出現(xiàn)不僅僅會(huì)使得氯氣的回收濃度降低，還會(huì)造成氯氣回收非常困難。

2.3.2 冷槽對(duì)氯氣回收濃度的影響

冷槽是除熱槽以外，在病槽現(xiàn)象中最為常見(jiàn)的一種情況。冷槽與熱槽不同，熱槽使得電解質(zhì)沸騰，而冷槽會(huì)導(dǎo)致電解質(zhì)出現(xiàn)類似凝固的情況。冷槽狀態(tài)下的電解質(zhì)表面呈暗紅色，嚴(yán)重時(shí)甚至結(jié)殼。由于電解質(zhì)在冷槽狀態(tài)下變?yōu)楣虘B(tài)，很容易把即將反應(yīng)的鎂液弄臟，從而導(dǎo)致短路的現(xiàn)象出現(xiàn)。在目前仍然采用傳統(tǒng)的方式對(duì)這種情況進(jìn)行處理，雖然這種傳統(tǒng)的方法在解決短路問(wèn)題上有所幫助，但是這種方法會(huì)使得濕空氣和二氧化碳進(jìn)入氯氣回收系統(tǒng)中，會(huì)導(dǎo)致氯氣回收濃度的降低。因此，這種方法仍然有待改進(jìn)。

2.3.3 電解質(zhì)沸騰對(duì)回收氯氣濃度的影響

當(dāng)發(fā)生電解質(zhì)沸騰的時(shí)候，其實(shí)和熱槽的情況相差無(wú)幾，但是電解質(zhì)沸騰的狀態(tài)下還會(huì)使得電解質(zhì)發(fā)出翻滾的聲音。所以這種情況下，不僅會(huì)導(dǎo)致氯的損失還會(huì)降低回收率氣的濃度，除此之外，勞動(dòng)環(huán)境也會(huì)變得更加惡化。

2.4 對(duì)電解槽的日常操作和調(diào)整也會(huì)影響到氯氣回收濃度

在電解的不斷操作過(guò)程中，需要定期對(duì)電解槽進(jìn)行操作以及調(diào)整。那是當(dāng)進(jìn)行這些作業(yè)的時(shí)候，很容易導(dǎo)致電解質(zhì)的水平降低等等，從而會(huì)造成氯氣回收濃度降低。

因此，在對(duì)電解槽的日常操作和調(diào)整的過(guò)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(tǒng)的密封性

密封性的問(wèn)題不僅存在氯氣的回收系統(tǒng)中，也存在于電解槽的裝置中。首先，我們應(yīng)該明確在電解槽和氯氣回收系統(tǒng)中哪些部位是非常容易出現(xiàn)密封性不好的問(wèn)題的。并且在檢查計(jì)劃中應(yīng)該定期保持對(duì)這些很有可能出現(xiàn)漏點(diǎn)的地方進(jìn)行檢查，并進(jìn)行妥善的處理。還應(yīng)該對(duì)電解質(zhì)的水平進(jìn)行控制，使其在規(guī)定范圍之上。

3.2 保持氯氣回收系統(tǒng)的通暢性

通過(guò)調(diào)查，我們可以發(fā)現(xiàn)在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，電解槽經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用之后都會(huì)產(chǎn)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(tǒng)通暢性不好所導(dǎo)致的。根據(jù)實(shí)際的分析調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)布袋除塵器無(wú)清理裝置會(huì)對(duì)氯氣回收系統(tǒng)的通暢性造成很大的影響。

為了保證氯氣回收系統(tǒng)有一個(gè)良好的通暢性，應(yīng)該對(duì)這些容易出現(xiàn)問(wèn)題的地方進(jìn)行定期的檢查與記錄，一旦出現(xiàn)問(wèn)題需要迅速更換。

4 結(jié)語(yǔ)

縱觀歷史上關(guān)于電解美中氯氣的回收處理，報(bào)現(xiàn)在雖然有所改進(jìn)，但仍然存在著一些無(wú)法解決的問(wèn)題。希望有更多的人進(jìn)行探索，早日解決這些問(wèn)題。