含水率对散湿盐结块影响的实验分析

2020-02-20朱旭初赵营峰谢兴胜

盐科学与化工 2020年1期

朱旭初，赵营峰，谢兴胜

(中盐金坛盐化有限责任公司，江苏金坛 213200)

1 实验目的

2018年上半年，中盐金坛盐化有限责任公司(以下简称“公司”)运至下游用户的散湿盐在码头停留两天后结块严重，严重影响产品运输效率，给散湿盐运输、装卸等带来很大困难。影响散湿盐结块的因素主要有其自身的含水率，盐粒径的大小，盐在储存和运输过程中周围环境的湿度、温度和压力，是否添加抗结剂等等[1]。目前生产装置和储存运输条件都已基本定型，从粒径等方面改进的空间不大。公司下游用户多为氯碱企业，如果在散湿盐中添加抗结剂亚铁氰化钾，带入的铁离子进入离子膜电解槽后会使槽电压明显升高，严重影响生产效率，所以不能通过添加抗结剂来解决散湿盐的结块问题。

在此情况下，散湿盐的含水率成为影响其是否结块的可改进的重要因素。为解决上述问题，探索散湿盐结块与含水率之间的关系，特进行此次散湿盐结块与含水率关系的实验。

2 实验过程

2.1 实验取样

在散湿盐含水率企业标准Q/320482 FYH003-2013(含水率≤3.0%)内，散湿盐离心脱水的含水率基本在2.0%～3.5% 。根据企标和设备特性综合考虑，实验的含水率基本控制在该范围内。分别取含水率为2.12%、2.3%、2.6%、2.8%、 3.34%各四袋。其中：2.12%、2.3%、2.6%、3.34%直接取自二期车间的离心机，含水率2.8%的样由离心机的2.41%样加水配制而成。每个含水率所取样为4份，规格均为25 kg，由PE袋包装并热封，模拟散湿盐堆积并防止水分流失。

2.2 实验时间

实验时间为：2018-06-08～2018-08-07

将热封好的盐袋竖立放置，自取样日7 d后打开2.3%的盐袋发现湿盐并未结块。从取样日15 d开始实验，而后自取样日的30 d、45 d、60 d打开盐袋进行实验。

2.3 实验方法

打开盐袋后，将结块较硬的盐块制作成底部直径5 cm～8.5 cm不等，高5 cm的圆柱体盐块，随后在电子秤称重上用手掌施压按压盐块，记录下盐块破碎时电子秤显示的读数，随后计算盐块的固结度。

湿盐固结度(kgf/cm2)=盐块破碎时的力/盐块圆柱的底面积

根据盐块固结度的大小可判断出各含水率下湿盐结块程度。

3 实验数据分析(表1、图1～图5)

表1 不同含水率随存放时间延长对湿盐固结度的影响Tab.1 Effect of different moisture contents on consolidation degree of wet salt with extended storage time

图1 封存15 d湿盐固结度数据分析Fig.1 Data analysis of wet salt consolidation degree for 15 days

图2 封存30 d湿盐固结度数据分析Fig.2 Data analysis of wet salt consolidation degree for 30 days

图3 封存45 d湿盐固结度数据分析Fig.3 Data analysis of wet salt consolidation degree for 45 days

从表1、图1～图5可以看出，随着湿盐含水率的增加其固结度在逐渐降低，也就是说湿盐的含水率越高，其就越不容易结块。而3.34%含水率有上升趋势，其固结度介于2.6%～2.8%之间。说明，在2.8%～3.34%之间，还存在最低点可能，但因该范围在企标的临界点3.0%左右，即使找到该点，生产操作控制也比较困难，因此未再细化。

图4 封存60 d湿盐固结度数据分析Fig.4 Data analysis of wet salt consolidation degree for 60 days

图5 不同含水率湿盐平均固结度数据分析Fig.5 Data analysis of average consolidation degree of wet salt with different moisture contents

之所以出现这样的结果，是因为水分子在食盐晶体之间发生了移动。当食盐和少量的水混合在一起时，由于水和氯化钠都属于极性分子，水分子就会附着在晶体表面，水将极微量的食盐表面溶解，然后又重新蒸发，转移到其他的晶体表面，依次反复进行。在食盐晶体之间接触的地方，由于这种溶解与蒸发发生粘连，从而导致了食盐结块。在适当的范围内，水分含量越高这种溶解与蒸发发生率就越高，食盐结块就越严重。而当水分多到一定程度，食盐里的水将足够多的食盐晶体表面溶解，部分晶体之间接触的地方一直处于溶解状态，粘连的晶体就会减少，结块现象就会减轻，当水分多到足以将全部表面全部溶解，就不会有结块的现象发生。有实验表明，当水分达到6%时基本不会结块[2]。