高海拔地区重质纯碱的生产

裴正建

（青海碱业有限公司，青海德令哈 817000）

高海拔地区重质纯碱的生产

裴正建

（青海碱业有限公司，青海德令哈 817000）

对影响重质纯碱的粒度、白度的因素，进行了试验和生产实践，使高海拔地区生产重质纯碱的粒度和白度有所提高和改善。

重质纯碱；粒度；白度

1 我厂重灰生产简介

1.1 基本情况介绍

青海碱业有限公司位于海拔3 000m的柴达木盆地，大气压为0.71MPa，一期90万t／a纯碱项目于2005年10月建成投产，设计60万t／a重质纯碱，于2006年3月达产达标。经过填平补齐改造，青海碱业有限公司目前具有115万t／a纯碱生产能力，其中重质纯碱生产能力为90万t／a，重质纯碱主要生产设备分别为6台自身返碱煅烧炉，6台腰鼓型水合机，6台沸腾凉碱床。青海碱业有限公司采用目前国内普遍采用的、技术较为成熟的固相水合法生产工艺，用控制过程物料中的Mg2＋含量来实现重质纯碱的生产。执行标准GB210.1－2004（Ⅱ），在企业标准中对粒度1.18mm、2.00mm有所要求，产品企业标准如表1。

表1 产品企业标准

1.2 工艺流程

轻质纯碱成品由刮板机投入水合机料仓进料，由绞龙转速控制轻灰投入量，轻灰在水合机内与化合水反应制得一水碱，由水合机机尾出料送至重灰煅烧炉经绞龙抛入炉内，由1.3MPa蒸汽加热煅烧，制得重灰。一部分成品由炉体螺旋管自炉尾返回炉头做为返碱与一水碱在炉头混合；一部分由炉体螺旋管自炉尾返回炉头由炉头料箱出料，经重灰刮板机、重灰斗提机送至碱筛，筛下重灰去凉碱床，筛出的碱球经粉碎机粉碎后重新过筛与凉碱过筛后的重灰一起送至包装车间。

1.3 生产重灰的主要设备

1）腰鼓型水合机

规格φ3144×5 220、V＝12m3、由本体、进料、出料、淋水、吹风和驱动装置组成，内部加抄板，混合性能较好。

2）自身返碱煅烧炉

规格φ2 500×27 000、F＝1 800m2、选用1.3～1.4MPa（G）的蒸汽作为热源。

3）沸腾凉碱床：

规格F＝72m2，由于青海地区海拔高、湿度小、气温低，故选用沸腾凉碱床来冷却重质纯碱。

2 重质纯碱的生产控制

由于青海碱业地处海拔3 000m、气压低的柴达木盆地，因此其操作控制条件与低海拔地区有很大区别，经工程技术人员在重灰粒度，白度等方面不断探索与总结，于2006年生产出合格重质纯碱，其控制要点介绍如下：

轻质纯碱中带入的铁有Fe2O3（砖红色），FeO（黑色），少量的Fe3O4（棕红色），及Fe（OH）3（棕红色），而存在于重质纯碱中的大部分为Fe2O3。氧化铁这类杂质除了其本身带有颜色影响白度外，它们还由溶液进入重质纯碱晶格中，有利于结晶，但也会造成晶格变形，我公司用钛材换热管替换碳钢换热管后，纯碱质量较好，产品质量统计如表2。

表2 2010年1～6月份公司产品质量统计表

在重灰生产中粒度需从以下几方面控制：工艺水量的控制，水合水温度、成分的控制，轻质纯碱温度的控制，过程物料中Mg2＋的控制等方面。内地碱厂Mg2＋控制指标较低，当地与内地有所差异，以及仅按内地指标控制无法生产达标重质纯碱，针对过程物料中Mg2＋的控制谈谈见解。

2.1 MgCl2对重灰粒度的影响

前面已经说过轻质纯碱中的杂质经过溶液进入重质纯碱晶格中，会造成晶格变形。一般来说，这种变形会增加吸收系数，从而影响白度，如氧化铁。但在生产实践与实验中，我们发现加入另一类杂质离子，重质纯碱的晶格也会发生一些有利于我们的改变，如钙、镁离子。我们先后用一定浓度的MgSO4、CaCl2、MgCl2以及CaCl2和MgCl2的混合液添加到25～35℃的化合水中，与≥140℃的轻质纯碱水合，发现加入一定浓度钙镁离子时，一水碱结晶变得密实、短粗、光亮。干燥后，重质纯碱中的针状，鼓状颗粒比未加钙镁离子前明显减少，甚至消失，重质纯碱的白度明显增加。

当精盐水及氨盐水中的Mg2＋低于20ppm时，一水碱结晶较细，生产的重质纯碱达不到国标要求；当高于30ppm时一水碱会出碱球，生产出的重质纯碱粒度超标；相对于其他指标Mg2＋浓度是最关键、最敏感的，另外要控制好精盐水Mg2＋浓度，即要控制好精盐水OH－浓度（即pH值），其pH值在9.34～10.41之间。在清理及清洗塔器时要注意中间物料的浊度、Fe3＋等杂质的影响，要适当降低Mg2＋的控制范围。当氨盐水的Mg2＋不在控制范围时，可在氨盐水桶中添加MgCl2和片碱（NaOH）来控制。

2.2 MgCl2对重灰白度的影响

由生产实践与试验表明：在一定温度条件下，在水合过程中添加一定浓度的钙、镁离子，改变了重质纯碱颗粒的形状，粒径大小及分布，改善了重质纯碱对光的反射和衍射，从而提高重质纯碱的白度。由于白度的测定是用特定仪器在相同的紫外线光照条件下，测定样品表面的反射与标准氧化镁（A.R）的绝对反射系数之比值。因而，镁离子的加入使颗粒表面的反射加强，白度增加。

［1］ 中国纯碱工业协会.纯碱工学［M］.北京：化学工业出版社，1990

［2］ 焦旺盛，等.提高重质纯碱白度的途径［J］.纯碱工业，2002，（5）

TQ 114.1

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1005－8370（2010）06－25－02

2010－07－26