矿卤塑苫结晶咸水的利用

王绪前

(连云港工投集团日晒制盐有限公司，江苏连云港 222227)

1 咸水利用的意义

连云港工投集团日晒制盐有限公司(以下简称“公司”)盐田以淮阴地区地下矿卤日晒原盐，共有30个结晶单元，各结晶单元有塑苫屯卤台7块，不塑苫深洼(除硫池)1块，塑苫结晶池24块，各块池面积6 000 m2，采用新深长、氯化钙溶液降低结晶母液中的硫酸根、循环利用母液等工艺，各结晶单元滩形示意图见图1。一般生产年每结晶单元灌结晶池22块，另2块结晶池(以下简称“下马格”)被轮流撤换下来治理烂池板。以每次降水5 mm以上，22块结晶池、6块屯卤台盖布，每次盖布池内卤水漏损深度3.5mm，年盖布40次计算，年盖布漏损高级卤水23 520 m3。

图1 结晶单元滩形示意图Fig.1 Schematic diagram of beach shape of crystal unit

年次降水5 mm～10 mm时，盖布漏损卤稀释后浓度及数量计算如下：设盖布前塑池内卤水平均浓度B=26 °Be′，盖布漏损卤水深h=3.5 mm，气象降水R=7.5 mm，结晶单元滩毛面积与盖布塑池净面积比率n=(1 000×270)÷(28×6 000)=1.6，则漏损卤稀释后浓度b=〔1-Rn/(0.26+1.116h+1.034Rn)〕×B=7 °Be′；每次稀释后混合卤水量=塑池漏损卤水量+结晶单元滩降水量=28×6 000×0.003 5+1 000×270×0.007 5=2 613 m3，以全年5 mm～10 mm降水11次计算，年产生7.18 °Be′卤水量28 743 m3。

公司员工利用盖布漏损到池外的卤或海水(以下统称“咸水”)制饱和卤，更好地满足结晶需求，控制吨盐耗矿卤4.2 m3左右，降低原盐生产成本，减少咸水对盐田周边生态破坏。

2 咸水利用的基本方法

2.1 利用好现有盐田设备

(1)利用好储卤设备。保卤容积大小应与各蒸发池的卤量相配套，让各蒸发池卤水能有处保、分质保及储卤设备保的满。塑苫结晶池可储饱和卤，屯卤台、下马格塑苫储高、中级卤，不塑苫储低级以下卤，储卤深度最高达0.4 m，其中塑苫的不应低于0.15 m。土塘不塑苫，一般用于周转卤水，或储低级以下卤，储卤深度1.2 m。深洼不塑苫，在优先发挥结晶母液除硫作用前提下，也可用于储卤。

(2)多利用蒸发面积。蒸发面积越大，制卤能力越强，屯卤台、下马格、副廪基、深洼、土塘、沟道及盐田周边荒地等都可用来蒸发制卤。各结晶单元可作蒸发制卤的面积统计见表1。

表1 各结晶单元蒸发制卤面积统计Tab.1 Area statistics of evaporation brine concentrating for each crystallization units

(3)合理配置、使用或修缮设备。合理配置固定泵及分散的小型机泵，雨前保好卤，雨后恢复快；执行塑池管理“三雨”操作，塑布等维护保养好，收放自如；加固屯卤台、土塘埝埂和口门，防倒口跑卤和卤水过流；扒塘淤，疏浚保卤、排淡沟道，以加快保排卤速度；捞通蒸发池内转沟，整平、压实蒸发池板，避免雨前、雨后池面积存在大量卤水或淡水；检修好土塘、深洼、排淡沟节制闸，确保其启闭自如。

2.2 因地、因时制宜制卤

2.2.1 深存

中、高级卤在塑苫蒸发池中深储，或雨前卤水向塑苫的屯卤台及下马格投咬；平面蒸发制卤池浓度相同、相近卤水采用“三合一”或“四合一” 合并加深；卤水向土塘、深洼低保等。

雨前沟道积留卤、距离储卤设备远的滩面卤水提前保，雨中经常测量咸水的浓度，分质收保。低于海水浓度的咸水排出结晶单元滩外，当各适宜的储卤设备已储满卤水，或者其它储卤设备收储将使雨后成卤不能满足结晶卤水需求时，高于海水浓度的咸水也得排出滩外。

2.2.2 平塑结合，分区蒸发制卤

满足纳取的矿卤、除硫后的结晶母液蒸发至饱和及澄清等需求，各结晶单元至少需要12 000 m2屯卤台面积，剩余的屯卤台，及深洼、下马格、副廪基等面积可用于咸水蒸发制卤，这些蒸发池零散，池与池间走水大多不能靠自然落差一步一卡，需水泵调动。一般以两步蒸发为宜，即塑苫蒸发池、平面蒸发池(非塑苫)各片区各为一步，塑苫蒸发制15 °Be′以上卤水，平面蒸发制15 °Be′以下卤水，遇连晴天或下马格化盐碴制卤时可三步蒸发，即塑苫屯卤台、塑苫下马格、平面蒸发池各片区各为一步。

(1)塑苫蒸发池卤咬卤。 立足以卤制卤，其制卤效益显著：一年中的大部分时间，塑苫的屯卤台、下马格储备饱和、近饱和的矿卤或除硫后的结晶母液，适时适量咬进低浓度卤水，让储备卤不漂花落盐，在储备期应该发生的渗透和盖布漏损基本不增加，此等条件下咸水蒸发制卤近似为无渗透；5 mm以上降雨前及时盖布，雨后及时收布、恢复生产，降雨排除率、蒸发量利用率高；一般制卤深度0.15 m到0.40 m(含底水)，深水制卤多吸收多利用太阳辐射能。

把握好三环节：一是确定留底卤水深度要结合前期存卤量，并满足塑布收放水位、屯卤台向结晶池串联加卤水位需要等。一般每年3月底塑池收储的高级卤量达高峰，随后至9月份，由于结晶卤水求大于结晶单元滩外供给的矿卤量，留存的高级卤量逐渐减少，可能造成卤咬卤制饱和或高级的面积减少。塑苫蒸发池内饱和卤灌结晶池后，要及时调整卤水或纳取新矿卤，保证最低卤深。

二是咬进的卤水深度由蒸发量大小、留底或咬进卤水浓度、结晶池对饱和卤需求等确定。不准备灌池的，卤水未飘花前咬进低浓度卤水，咬卤次数要多，每次咬进的卤水量要少，一般咬进卤后旺季当天、冬季3 a内可达饱和，或恢复到原底水浓度，秋末、冬季遇干风性要“迎风加卤”，保度增量或增度增量。咬进的卤水浓度尽可能高，一般不低于7 °Be′。春季蒸发量逐渐增强，卤咬卤面积大，而降水少，盖布产生的咸水少，可纳取海水，或海水经浓缩后咬卤。各单元屯卤台以每轮次不低于3块制取饱和，轮流灌结晶池，延长其它屯卤台或蒸发池卤水停留天数，增加每次放水深度，减少走水次数，降低滩面卤水蒸发过程落入塘、沟频次。

三是控制矿卤供给量、咸水制饱和卤量与结晶池需饱和卤量平衡。控制结晶卤水年度供需平衡原则是：量卤灌池；淡季储矿卤，旺季以储补缺。利用咸水制饱和卤，促进结晶卤水供需平衡，但不能满足结晶卤水根本需求，在生产年、生产季节及特定的生产周期，盲目的让更多的咸水咬制更多的饱和卤，造成塑苫蒸发池关着新卤(不饱和卤)，结晶池晒着老卤，降低结晶池原盐产量、质量，影响企业经济效益。

设咸水年蒸发制卤：初始浓度b=7 °Be′，饱和时浓度B=26°Be′；蒸发量E皿=1 500 mm，利用率φ=90%；降水量R=870 mm，排除率μ=90%；空气相对湿度Q=75%；大面积蒸发系数f1=75%；渗透或其它漏损卤为0，则：卤水比蒸发系数f2=100-(0.197 8Q-0.001 67)×[(b+B)÷2]1.825=0.755 5；卤水蒸发率CB=1-{(100-B)(b-0.15)÷[(100-b)(B-0.15)]}=0.789 1；降水损失蒸发量E降水=R(1-μ)÷f2=115.2 mm；其它损失蒸发量E其它=E皿(1-φ)=150 mm；有效蒸发量E有效=E皿f1-E降水-E其它=859.8 mm；每100 m2面积需7 °Be′咸水Q1=100×0.001E有效f2÷CB=82.3 m3，制饱和卤Q2=100×0.001(E有效f2÷CB-E有效f2)=17.4 m3；24 000 m2蒸发制卤面积，利用7 °Be′咸水19 752 m3，制饱和卤4 176 m3。

(2)平面蒸发池薄晒。立足抢时制卤，及时保卤，向塑苫蒸发区提供浓度高、数量足的原料卤。薄晒成卤周期短，滩面运转卤量少，不但雨前易保卤，而且一定容量的保卤设备可供较大蒸发池保卤，相应提高抗雨能力。以卤水刚漫蒸发池板为宜，制取的卤水浓度服从溶化盐碴或卤咬卤需求，一般7 °Be′～9 °Be′为宜。走水采取“一锅端”，即把平面蒸发池分成一到两个片区，同片区的蒸发池灌上比较浅的同浓度卤水，使短期内卤水浓度提高1 °Be′～2 °Be′，一起调往塑苫蒸发区，或在预报有较大降水前一起收保到同一储卤设备。

2.2.3 溶化盐碴、粉盐制卤

结晶池刚被撤换下来，池底留有盐碴，用咸水溶化先制饱和或近饱和卤，然后再制20 °Be′以上高级卤，化盐碴后期为加速盐碴溶解，可采用人工、机械搅动盐和卤，或在池中咬制中、低级卤水，作为塑苫屯卤台咬制饱和卤卤源，一般溶化盐碴的池内卤水深度至少0.20 m。盐碴化尽后，尽快整池，准备平晒制卤或再灌池。

水力管道收盐产生粉盐，原盐驳运后廪基底层产生次品盐，这些质量差盐用咸水溶化后再日晒结晶，可生产合格原盐，如此粉盐、次品盐、咸水等共同得到再利用。

由卤水波美度与比重换算式r=144.3÷(144.3-°Be′)知，7 °Be′、24.5 °Be′卤水比重各为1.051 0 t/m3、1.204 5 t/m3。已知1 t纯氯化钠完全溶解在淡水中，溶液体积增加0.355 m3，设原盐氯化钠含纯94%，1 t原盐在xm37 °Be′咸水中完全溶解后溶液达饱和，浓度为24.5 °Be′，则：

1×0.94+x×1.051 0=(x+0.94×0.355)×1.204 5

x=3.50 m3/t

3.50+0.94×0.355=3.84 m3/t

即3.50 m3的7 °Be′咸水溶化1 t原盐，制饱和卤3.84 m3。

设各结晶单元两块下马格留盐碴1 000 t，可利用7 °Be′咸水3 500 m3溶化制饱和卤3 840 m3。

设各结晶单元每年产盐20 000 t，水力管道收盐粉盐率按3%计，产生粉盐量为600 t，其中一半附着在主廪基固化基础不化卤，另一半在副廪基、回卤沟道等，可利用7 °Be′咸水1 050 m3溶化制饱和卤1 152 m3。

3 咸水利用效果分析

工艺计算数据对比见表2。

表2 制卤工艺计算数据对比Tab.2 Comparison of calculation data for brine concentrating process m3

由表2可知，各结晶单元年利用7 °Be′咸水24 302 m3，制饱和卤量9 168 m3，其中，塑苫屯卤台蒸发及粉盐溶化制饱和卤5 328 m3。年次降水5 mm～10 mm盖布产生的7 °Be′咸水28 743 m3大部被利用。

生产管理能力及管理人员责任心对咸水利用及制饱和卤量影响大，其次盐业生产的其它客观条件是在不断变化的，故实际生产中运用计算结果时，要注意它的适用条件，必要时加以调整。

4 小结

公司员工应立足矿卤塑苫结晶现有条件，因地、因时制宜采用卤咬卤、簿晒、溶化盐碴等操作，利用较高盐度咸水制饱和卤，力求企业经济效益和社会效益最大化。