氯化钙生产工艺中高浓钙液沉降盐泥回收的可行性探讨

[摘要]利用氨碱法纯碱蒸馏废液生产氯化钙时，制盐工序澄清桶底部的白色盐泥排放后不但污染环境，而且还造成中间品的损失。通过对此盐泥组分的研究确定，探讨其回收的可行性，意在改善环境的同时减少中间品的损失。

[关键词]澄清桶 盐泥 组分 回收 环保 收益

中图分类号：TQ42文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0320100－01

利用氨碱法纯碱蒸馏废液生产氯化钙时，须经过制盐、制钙、干燥三个主要工序。制盐工序通过二效蒸发对蒸氨废液进行浓缩，使氯化钙质量百分含量达到41%左右，此时溶液中氯化钠达到过饱和。在稠厚器中，大部分氯化钠从溶液中析出并沉降至稠厚器底部，然后去离心机进行氯化钠晶体和氯化钙溶液的分离；稠厚器上部含有少量氯化钠细晶的清液流至钙液澄清桶继续进行沉降分离以除去夹带的和冷析出的少量细晶。排放此沉降物的同时，会携带出部分氯化钙溶液，不但污染环境，还造成中间品的损失。

一、盐泥组分的研究确定

（一）盐泥组分的定性分析。从以上的描述中可以确定，此排放物组分含有氯化钠、氯化钙和水。另外，废液中含有过剩灰，在废液浓缩过程中，随氯化钙浓度不断升高，氢氧化钙浓度也在不断升高，过饱和的氢氧化钙在澄清桶中以晶体形式沉降于澄清桶底部，所以澄清桶排放的盐泥中应该有氢氧化钙成分。另外，蒸氨时加入石灰乳同时会引入水不溶物，所以澄清桶排放的盐泥中还存在有少量水不溶物。

（二）盐泥组分的定量分析。取澄清桶底排放盐泥若干，静置24小时后取固相部分作为分析对象。根据以上定性分析结论，按照标准分析方法进行分析，分析方法及计算结果如表1所示：

二、回收的可行性探讨

（一）各组分回收的可行性探讨。分析以上盐泥组分，氯化钙、氯化钠为应回收和可直接回收物质。稀释后的回收物（稀释至氯化钠全部溶解）返回Ⅱ效后，氯化钠重新结晶为大晶粒从而沉降于稠厚器底部，然后去离心机进行分离，所以氯化钠不会在系统中累积。

氢氧化钙对于氯化钙生产来说为无用成分。另外，氢氧化钙含量较大，晶粒细小，此组分的快速累积会使整个系统粘稠性迅速增大，从而使系统工作条件快速恶化，影响Ⅱ效、稠厚器以及澄清桶的正常运行。所以，氢氧化钙组分应通过盐酸中和生成氯化钙而变为有用组分后方能返回系统。水不溶物在所排盐泥中含量较小，而且大部分会被氯化钙溶液携带至加酸过滤工序而除去，不会产生累积效应，不会危及系统的正常运行。如果发现系统盐泥量有明显增多，彻底排放一次而不进行回收即可。

（二）回收流程的确定。澄清桶底排放物排入收集罐后静置，当固相达到一定高度时，停止排放，使清液溢流至清液罐。然后按一定体积比（固相：废液为1:4左右）往收集罐中加废液进行稀释（使固相氯化钠溶解），启动搅拌，充分混合后再按一定体积比（固相：30%盐酸约为3:1）往收集罐加盐酸。再次充分搅拌混合后，把收集罐中中和、稀释后的物料用泵送至Ⅱ效，溢流至清液罐的清液直接送至稠厚器。

此流程的特点是固液分离后再进行稀释、中和。因为固相组分基本稳定，分离后再稀释、中和可以根据计算的体积比即可比较精确的操作。此流程既简便又实用。如果在分离前稀释、中和，因不同操作人员操作习惯及判断能力不可能完全相同，排放的固液较难保持一致，所以很难控制所加废液及盐酸量。

（三）效益分析。

1．环保效益。针对澄清桶所排放的盐泥，公司目前已上一套排污系统（一、三车间各有一个较小排污池，收集一定量盐泥后用泵送至二车间排污池内，然后用泵统一送至总厂排污管线）。盐泥收集至二车间排污池后，固液分离，固相沉至池底，因为池大无法搅拌，故经常造成排污泵的损坏，不但增加了维修费用及维修劳动量，冲池检修设备时还造成了环境污染。各车间采用以上方法对澄清桶盐泥进行回收后，排放物会大量减少，不但能够解决排污设备损坏问题，而且还可以进一步改进环境状况。

2．经济收益

（1）物料衡算。①已知数据。正常生产排放量8m3/天（对应正常产量500吨/天，15000吨/年）；排放物固液比约为7:1；固相密度：1600kg/m3；固相中各组分含量见表1；中和用盐酸浓度：30%；盐酸（30%）密度：1150kg/m3；废液中氯化钙、氯化钠浓度：13%、4.7%。②计算结果。回收氯化钙含量41%ｗ左右清液1m3/天；回收氯化钙、氯化钠含量分别约为21%ｗ及8%ｗ的清液37.31m3/天；耗用盐酸2.31m3/天。

（2）回收物料价值。①已知数据。氯化钙含量41%左右清液密度：1400kg/m3；产品氯化钙含量：74%；制盐单耗：蒸汽2.1t汽/t产品。②计算结果。回收氯化钙含量41%左右清液1m3/天的价值约为195元/天；回收氯化钙含量为21%的清液37.31m3/天的价值约为3000元/天；回收物总价值为3195元/天。

（3）消耗盐酸费用。620×2.31×1.15=1647元/天。

（4）设备投入以及电消耗。①因为电成本在总成本中所占比例较小，而且增加设备用电和回收物料节约用电以及排污减少用电基本可以抵消，所以电部分不再计算。②设备投入。

（四）净收益。因排放物中含有少量水不溶物，此物质会在系统中慢慢累计，累计到一定程度需进行彻底排放而不进行回收。回收部分按总排放量的80%计。净收益为：（3195－1647）×80%÷500－1925÷150000＝2.46元/吨产品。另外，如果排放物固液比小于７:1或稀释用废液浓度高于13%，收益还会提高。

三、结论

通过以上探讨可以得出：澄清桶底排放盐泥可以通过上述方法进行回收。回收后既能减少废弃物排放改善环境，又有一定收益。

参考文献：

[1]王宜华主编，氯化钙产品检验规程.

[2]Kellner.R等，分析化学，北京：北京大学出版社.

作者简介：

兰素芬，女，河北保定人，汉族，1994年毕业于天津大学，获工学学士学位，现为青岛碱业股份有限公司氯化钙分公司特聘高工。