盐水反浑的原因及防治措施

2018-12-18孔繁超汪云云

中国氯碱 2018年11期

孔繁超，汪云云

（新疆天业（集团）天辰化工有限公司，新疆石河子 832000）

1 盐水一次精制过程中除镁离子的工艺原理

饱和盐水从化盐桶出来，加入精制剂氢氧化钠，在折流槽充分混合，进入前反应罐，在搅拌作用下充分反应，生成大量白色氢氧化镁絮状胶团。加入絮凝剂三氯化铁，会在碱性盐水中生成的红色网状氢氧化铁胶体，这些胶体会将氢氧化镁絮状胶团网连在一起，增大氢氧化镁胶团的体积。压缩空气在加压容器罐的高压环境下溶解于盐水中，预处理器与大气连通，压缩空气在低压环境中溶解度变低，而得到释放。盐水中析出来的气泡在上浮过程中与氢氧化镁胶团接触，因为气泡的体积较小，所受浮力不足以抵消它与胶团的亲和力，而附着在氢氧化镁胶团上。大量附着气泡使胶团所受浮力变大，上浮至预处理器顶部，形成浮泥，当浮泥达到一定厚度后，调节预处理器液位控制阀，使预处理器液位上升，将浮泥排入盐泥池，还有一小部分氢氧化镁胶团附着在一些大颗粒泥沙表面，沉积到预处理器底部，以沉泥方式排入盐泥池。工艺流程框图见图1。

图1 盐水一次精制除镁离子工艺流程框图

2 盐水反浑的原因及其影响

受加压泵扬程、管道抗压能力、加压溶气罐设计压力，盐水温度等工艺参数的限制，溶解在盐水中的压缩空气的体积是基本恒定的。当原盐中镁的质量大于或接近钙的质量，且镁含量超标时，就会有部分氢氧化镁胶团因为没有足够的压缩空气使其上浮，悬浮在盐水中。这些氢氧化镁胶团使盐水透明度下降，严重时引起盐水反浑。精制过程中会与在后反应罐生成的碳酸钙一起进入凯膜过滤系统，盐水通过1号进液阀进入过滤器，清液穿过滤袋进入滤袋内部的盐水通过管，从盐水通过管流入过滤器上部的清液仓，盐水中的固体物质被截留在过滤袋表面，过滤过程中滤袋上的滤饼厚度不断增加，过滤压力不断升高，升至一定值时，过滤器自动进入反冲清膜状态，开4号反冲阀使清液仓的盐水在重力作用下，从滤袋反向流出，当清液仓精盐水流完时关4号阀，开1号阀。当清液仓具有一定液位时，进行下一次反冲。1号、4号阀自动切换，完成数次反冲清膜，使滤渣脱离滤袋并沉降到过滤器的锥形底部，直至给清液仓补盐水的过滤过程中，过滤压力低于工艺要求，过滤器停止反冲，自动进行下一个过滤程序，依次完成过滤、反冲、沉降步骤。当过滤器底部滤渣达到一定量时，开7号排泥阀，滤渣进入盐泥池。

氢氧化镁胶体具有热稳定性高、粘度大、胶体颗粒小等特点。盐水反浑时，凯膜过滤器就会因为滤饼中氢氧化镁比重过大，使滤饼变的粘稠，而发生过滤压力上升快、卸渣困难等不良现象，为了恢复过滤器的过滤能力需要多次反冲，大量时间被用来反冲清膜。盐水反浑虽然在滤袋完好的情况下不会影响精盐水的质量，但大大降低了凯膜过滤器的过滤能力。反浑严重时可引起盐水流量无法满足生产需要，造成电解岗位降电流等问题。同时频繁的反冲清膜使凯膜过滤器滤袋的寿命大大降低，损坏的滤袋不能及时被发现就会引起一次精制盐水钙、镁等离子超标，如果超过树脂塔除钙、镁离子的设计能力，超标盐水进入电解槽将严重影响离子交换膜的使用寿命和电流效率。

3 盐水反浑的防治措施

3.1 对不合格原盐进行预处理

引起盐水反浑的氢氧化镁有2个来源，原盐本身带有的和精制过程生成的。

含水较高的原盐不经暴晒，直接用来化盐，出现盐水反浑现象。经过暴晒后再进行化盐，反浑现象消失。就是因为原盐中含有氢氧化镁絮状沉淀。所以对于从水相中开采出来的原盐一定要经过暴晒，将其水分蒸发完，破坏氢氧化镁絮状结构，使其体积比下降，所受浮力降低，使其在预处理器下沉。

当原盐中可溶性镁盐超标时，可以将烧碱分厂显碱性的蒸发冷凝水在卸盐时喷洒在盐晶体表面，经暴晒后再进行化盐。既实现了废物再利用，又达到卸盐时降低粉尘的作用。喷洒要尽量均匀，要通过镁离子含量严格控制冷凝水的用量，使镁含量达标。喷洒不均匀、用量过大会造成原盐结块，不便于上盐。经过预处理的原盐一定要久置，使局部过量的氢氧化钠和空气中的二氧化碳反应，生成碳酸钠，同时久置还能破坏预处理时生成的氢氧化镁絮状结构。

3.2 对酸洗废酸的处理

过滤器运行一段时间后，滤袋内会有沉积物进入，影响滤袋的通透性，使过滤压力上升，所以在生产中要根据过滤器的运行参数，不定期的对过滤器进行酸洗，使沉积物从滤袋内部溶离出来。在盐水反浑时，如果反冲效果不佳，也会对滤袋进行酸洗，使氢氧化镁生成可溶盐脱离滤袋。当酸浓度低于工艺要求时，就会将废酸排进盐泥池。这些废酸含有大量镁离子，同时还会使盐泥池中的氢氧化镁沉淀生成可溶的镁盐，盐泥池中的镁盐会在压滤过程中穿过滤布，与清液一起进入配水罐，使镁离子形成盐水反浑的恶性循环。所以当有废酸进入盐泥池时，一定要加碱，使盐水中的镁离子转化为氢氧化镁沉淀，再进行压滤，防止镁离子再次进入阳极系统。

3.3 现有工艺情况

目前处理因原盐不合格引起盐水反浑的工艺方法主要有以下几点。

（1）钙、镁质量比高的原盐与钙、镁质量比低的原盐搭配使用，使钙、镁比值和含量满足工艺要求。

（2）工艺条件允许的情况下，适当提高压缩空气的压力，增加盐水的溶气量，为氢氧化镁胶团上浮提供更多的动力。

（3）调整三氯化铁的用量，最大限度的体现其产物的连接作用，防止因为用量过大使其产物成为氢氧化镁上浮的负担。

（4）严格控制盐水的温度，防止温度过高影响盐水的溶气量。

（5）适当提高预处理器上排泥和下排泥的频率。

（6）加钙盐溶液，这些钙盐在后反应罐与精制剂碳酸钠反应生成碳酸钙，与盐水中悬浮的氢氧化镁一起进入凯膜过滤器，起到降低滤饼中氢氧化镁比重的作用。

3.4 对经典方案的改进

3.3（6）方案生产过程中得到广泛利用，此方案优点是钙盐加入量可以根据工艺需求精准加入。其缺点是：（1）盐水反浑是个偶发事件，要实现钙盐精准加入就需要流量计、调节阀、储槽等设备，增加了生产成本和设备维护成本；（2）盐水中增加了钙盐，就相应的要增加碳酸钠的用量，控制不好很容易引起盐水钙超标或精制剂过量，影响盐水精制工序平稳进行。一次送电成功。随后，国内首套装配整台（套）离子膜的万吨级氯碱装置成功运行，成为中国氯碱工业国产离子膜发展的里程碑[2]。

国产氯碱离子膜适用槽型包括小单极槽、大单极槽、强制循环复极槽、自然循环复极槽、以及高电流密度和膜极距电解槽等几乎行业所有槽型，即有钠碱生产也有钾碱生产。国产氯碱离子膜在安全性，实用性和适应性方面已完全达到工业大规模应用的要求。国产膜在国内不同槽型的电解装置上实现工业化装备规模见表1。