內(nèi)陸鹽湖灘曬鹽田的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

張 榮，程 貝

(中鹽內(nèi)蒙古化工股份有限公司，內(nèi)蒙古 阿拉善 750333)

灘曬鹽田最早用于海鹽中，即從海水中提取食鹽的方法。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工業(yè)鹽用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于食用鹽。灘曬鹽已由最初的食用鹽發(fā)展到工業(yè)用鹽，灘曬鹽由于生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量易于控制，現(xiàn)已做為鹽湖礦的開(kāi)采工藝之一引入到內(nèi)陸鹽湖的生產(chǎn)中。吉蘭泰地區(qū)屬大陸型干旱性氣候，終年少雨，蒸發(fā)量大于降雨量，年平均降水量111.2 mm，平均蒸發(fā)量3 005.2 mm。具有灘曬鹽田建設(shè)生產(chǎn)的天然優(yōu)勢(shì)，與海鹽灘曬相比同樣的產(chǎn)能具有建設(shè)面積小、生產(chǎn)成本低、投資回收期短等優(yōu)點(diǎn)。

1 吉蘭泰鹽湖灘曬鹽田建設(shè)必要性

1.1 多種開(kāi)采工藝結(jié)合相互補(bǔ)充，降低開(kāi)采成本

吉蘭泰鹽湖于1953年建廠，已經(jīng)歷六十余年的開(kāi)采。隨著鹽湖資源的不斷開(kāi)采，鹵水水位逐年下降且水質(zhì)老化，已成為企業(yè)面臨的問(wèn)題。目前鹽礦主要采掘工藝船采—船運(yùn)工藝的生產(chǎn)運(yùn)行受鹽湖水位下降的制約，生產(chǎn)效率低，成本逐年上升，產(chǎn)品質(zhì)量不能滿足市場(chǎng)需求。因此，對(duì)鹽湖資源的可持續(xù)開(kāi)采規(guī)劃勢(shì)在必行，只有集中有限的鹽湖資源，通過(guò)科學(xué)合理的開(kāi)采方式，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來(lái)降低生產(chǎn)成本是企業(yè)降本增效實(shí)現(xiàn)鹽湖可持續(xù)發(fā)展的根本。引入灘曬制鹽工藝彌補(bǔ)船采、船運(yùn)開(kāi)采工藝產(chǎn)量缺口，通過(guò)多種開(kāi)采工藝相互補(bǔ)充，降低開(kāi)采成本勢(shì)在必行。

1.2 開(kāi)發(fā)貧礦資源 提高資源利用率

吉蘭泰鹽湖北部、西部的鹽湖邊緣，原生鹽層1 m～2 m。因原生鹽包裹體多，不溶物含量高，達(dá)不到工業(yè)鹽質(zhì)量要求，不能直接進(jìn)行市場(chǎng)銷(xiāo)售。為了有效提高鹽湖資源的利用率，結(jié)合鹽湖補(bǔ)水工程，采用淡水溶采、灘曬制鹽的方式，有效回收利用邊緣貧礦資源。通過(guò)溶采—灘曬制鹽生產(chǎn)工藝實(shí)現(xiàn)貧礦資源的有效利用，延長(zhǎng)鹽湖的服務(wù)年限，為吉蘭泰鹽湖可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2 灘曬鹽田選址

鹽田位置首先考慮選擇地形平坦，利于鹵水抽??；在平緩廣闊地帶進(jìn)行灘曬，利于鹵水自然蒸發(fā)。根據(jù)《吉蘭泰鹽湖規(guī)劃圖》灘曬鹽田位置選擇在鹽湖東北邊緣灘涂地，此區(qū)域地層由細(xì)砂、亞砂土、亞粘土等組成，地層結(jié)構(gòu)孔隙率低，不會(huì)出現(xiàn)因池底滲漏而大面積塌陷。

3 灘曬鹽田設(shè)計(jì)

(1)結(jié)晶池設(shè)計(jì)。根據(jù)結(jié)晶動(dòng)力學(xué)及結(jié)晶工藝，灌鹵深度控制在0.3 m左右，考慮吉蘭泰地區(qū)風(fēng)力、風(fēng)速，為避免風(fēng)力過(guò)大使鹵水漾出池外以及減小對(duì)池壁的沖刷，故單個(gè)結(jié)晶池設(shè)計(jì)為100 m×100 m×0.8 m，為了保證進(jìn)鹵和排鹵自流，每個(gè)結(jié)晶池設(shè)置坡度，由南向北坡度1‰。

(2)進(jìn)、排鹵溝設(shè)計(jì)。為了減少投資和能源消耗，進(jìn)、排鹵溝使用同一溝渠，深度0.8 m。

(3)坨臺(tái)設(shè)計(jì)。坨臺(tái)主要堆放鹽產(chǎn)品，為了保障機(jī)械作業(yè)和車(chē)輛行駛，每行結(jié)晶池間坨臺(tái)設(shè)計(jì)寬20 m，坨臺(tái)鋪300 mm厚粉土，灑水、碾壓、整平。

(4)閘口設(shè)計(jì)。每個(gè)結(jié)晶池設(shè)有進(jìn)、排水閘口二處，采用柳木框架和木制閘板方便使用。閘板設(shè)計(jì)寬500 mm、高800 mm。

(5)坡道設(shè)計(jì)。每個(gè)結(jié)晶池設(shè)計(jì)混凝土坡道一個(gè)，便于收鹽車(chē)輛進(jìn)入，進(jìn)鹵溝穿路處預(yù)埋外徑800 mm涵管。

(6)施工設(shè)計(jì)。①原土夯實(shí)、平整，為了保證結(jié)晶池平整度，利于收鹽及活碴作業(yè)，結(jié)晶池池底需進(jìn)行夯實(shí)，平整，池底平整度±0.1 m；②鋪土工膜，根據(jù)地層結(jié)構(gòu)，為了防止池底滲漏，結(jié)晶池、澄清池、進(jìn)鹵溝鋪膜，要求地膜鋪設(shè)時(shí)平整，無(wú)破損，搭接部位膠粘寬度不低于10 cm，接口嚴(yán)密。若地層結(jié)構(gòu)為粘土則不用鋪膜；③鋪紅磚，結(jié)晶池、澄清池池壁鋪膜后鋪無(wú)紡布上鋪紅磚，進(jìn)鹵溝鋪膜后滿鋪無(wú)紡布，上鋪紅磚；④打沙，為了增加結(jié)晶池池底承壓能力，以利于機(jī)械車(chē)輛行駛，池底打沙厚度0.3 m。

4 灘曬鹽田生產(chǎn)工藝

(1)澄清。鹵水中含有不溶物和可溶性兩種雜質(zhì)。不溶物是從大氣、土壤、設(shè)備或生活在鹵水中的微生物死亡而來(lái)；可溶性雜質(zhì)有硫酸鈣、碳酸鈣及鎂鹽等。它們懸浮于鹵水中，除去的最簡(jiǎn)便方法便是利用沉降的方法。在澄清池中延長(zhǎng)鹵水的貯存時(shí)間，一方面可沉降不溶物，另一方面降低鹵水中硫酸鈣。硫酸鈣在鹵水17 °Be′左右時(shí)便開(kāi)始析出，貯存時(shí)間越長(zhǎng)析出越充分。生產(chǎn)過(guò)程中，鹵水在澄清池內(nèi)貯存一周左右。

(2)灌池。先用少量鹵水清洗結(jié)晶池底，然后灌池，進(jìn)鹵濃度控制在23.5 °Be′左右，深度一般在0.3 m左右。當(dāng)蒸發(fā)量大時(shí)，及時(shí)向結(jié)晶池中補(bǔ)充鹵水。

(3)活碴。灌池后用打花板攪拌鹵水，降低鹵水的過(guò)飽和度，使鹽顆粒在均衡的鹵水濃度下均勻長(zhǎng)大。在鹵水“閃光”時(shí)進(jìn)行活碴璇鹽，待鹽花下沉后每隔30 min用打花板來(lái)回?cái)噭?dòng)鹵水一次，以掌握鹵水表層不結(jié)鹽花為原則。

(4)收鹽。采用長(zhǎng)期結(jié)晶的生產(chǎn)方式，即在一年收鹽三至四次。

(5)老鹵排放。通過(guò)檢測(cè)，當(dāng)鹵水濃度達(dá)到28.5 °Be′以上時(shí)，結(jié)晶池中的鹵水已經(jīng)成為老鹵，若再繼續(xù)灘曬會(huì)有大量鎂鹽析出，影響再生鹽質(zhì)量，通過(guò)排水溝排放鹵水。

5 結(jié)論

1)引入灘曬工藝，踐行工序建設(shè)。任何一項(xiàng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)都是根據(jù)其資源(或原料)及其所確定的終端產(chǎn)品來(lái)確定其產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)工藝路線。其生產(chǎn)方式、工藝路線的選擇無(wú)疑是對(duì)其產(chǎn)業(yè)是否科學(xué)發(fā)展起至關(guān)重要的作用。吉蘭泰鹽湖在資源開(kāi)采到一定程度后，適時(shí)引入鹽田灘曬工藝，從工藝事前踐行設(shè)計(jì)工序，科學(xué)、經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)鹽湖資源。

2)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整降低生產(chǎn)成本。通過(guò)項(xiàng)目建設(shè)，形成年產(chǎn)8萬(wàn)t灘曬鹽生產(chǎn)線。灘曬鹽生產(chǎn)成本約60元/t；船采鹽再生鹽成本100元/t，節(jié)約成本40元/t，通過(guò)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整每年可節(jié)約開(kāi)采成本約320萬(wàn)元。

3)盤(pán)活資源。鹽湖邊緣貧礦，由于頂部浮沙厚達(dá)0.5 m～1.2 m，機(jī)械開(kāi)采成本高，通過(guò)溶鹽制鹵—灘曬制鹽工藝，充分利用鹽湖邊緣貧礦，提高開(kāi)采回采率，有效延長(zhǎng)鹽湖服務(wù)年限。