稳定一次盐水浓度的措施

师慧春

(甘肃稀土新材料股份有限公司，甘肃 白银 730922)

1 一次盐水精制工艺流程

一次盐水精制工艺流程如图1所示。

图1 一次盐水精制工艺流程简图

2 一次盐水浓度波动的影响因素

通过分析总结，在一次盐水精制的整个工艺中，影响一次盐水浓度最主要的因素有如下3个方面。

(1)化盐水含盐浓度；

(2)化盐水温度；

(3)原盐加入量。

2.1 化盐水含盐浓度

在实际生产过程中，化盐水主要由电解工序循环回收的脱氯淡盐水、浓缩盐水压滤所得滤液、螯合树脂塔再生废水、回收的机泵机封水以及自来水等组成。当生产系统正常运行，没有外加自来水时，整个水系统形成一个闭环回路。通过取样分析统计得：甘肃稀土烧碱厂化盐水的含盐质量浓度在170～190 g/L。

2.2 化盐水温度

氯化钠的溶解度随着温度的升高而增大(见表1)[1]。

GUO Jia-ming, HE Sheng-hui, XIONG Ze-sen, LIU Zhe, ZHAO Hai-nan, LIU Peng-fei, YAN Hong-li, GAO Fu, LI Bai-long

表1 氯化钠溶解度与温度关系表

当盐水温度升高时，盐水的黏度和密度减小，有利于过滤系统；但是温度过高，会使加热化盐水所用蒸汽消耗量急剧上升，并且使盐水形成过饱和状态。经生产实践验证，结合当地不同季节的温差，甘肃稀土烧碱厂对化盐水温度要求是：夏季 60～70 ℃，冬季 65～75 ℃。

2.3 原盐加入量

原盐加入量是影响一次盐水浓度的重要因素。在一定的产量下，若原盐加入量不足，则导致一次盐水浓度过低，达不到饱和状态，不能输送至电解工序，要返工处理。根据生产实际情况，甘肃稀土烧碱厂原盐加入量为1 800～3 100 kg/h。

3 一次盐水浓度波动的解决方案

从影响一次盐水浓度最主要的因素着手，对工艺进行研究改造。

3.1 第一阶段改造

2017年11月之前，甘肃稀土烧碱厂一次盐水质量浓度要求控制在303～308 g/L。在化盐水含盐质量浓度170～190 g/L、化盐水温度为60～75 ℃及保持原盐加入量在1 800～3 100 kg/h不变的情况下，粗盐水基本处于饱和状态的质量浓度为320～322 g/L。为确保一次盐水浓度达到工艺要求，在粗过滤器进口阀门前增加一条自来水管线，并设置阀门，通过调节饱和粗盐水中自来水的加入量，使一次盐水达到所需的浓度。2017年1—10月一次盐水浓度合格率如表2所示。

由表2计算可得：2017年1—10月一次盐水浓度年平均合格率达到88.5%。

表2 2017年一次盐水浓度合格率

该次改造成功地提高了一次盐水浓度的合格率，但在生产实践中发现：当冬季气温较低时，饱和粗盐水从化盐池流经反应池至九思膜过滤器后温度损失较大，并且自来水温度相对较低，这时在粗过滤器前加入自来水导致饱和粗盐水析出细小盐粒，久而久之，粗过滤器的钛网出现结晶堵塞，九思膜过滤器的膜管通道堵塞、过滤通量下降，降低了九思膜过滤器的使用寿命，且导致生产运行不稳定。

3.2 第二阶段改造

2017年11月—2019年9月，一次盐水质量浓度要求控制在300～310 g/L。

在化盐水含盐质量浓度(170～190 g/L)、化盐水温度(60～75 ℃)不变的条件下，取消原在粗过滤器前向饱和粗盐水中加入自来水的工艺，主要从源头的原盐加入量入手，通过控制化盐池盐层高度控制一次盐水浓度。主要方法如下。

(1)采用2009皮带运输机匀速地向化盐池注入原盐，盐仓出料口大小控制在1/3～2/3。在加入原盐前，先用探杆探测盐层高度，探测时分为5个点——四周4个点以及中间点，探测完成后根据盐层具体情况上盐。

(2)岗位操作人员每单时(例如7:00、9:00、11:00等)取化盐池流出的饱和粗盐水、一次盐水,分析浓度。

(3)结合化验室每双时(例如8:00、10:00、12:00等)对饱和粗盐水、一次盐水浓度的分析结果，及时调整原盐加入量。

2019年1—9月一次盐水浓度合格率如表3所示。

表3 2019年1—9月一次盐水浓度合格率

由表3计算得：2019年1月—9月一次盐水浓度平均合格率为61.8%。与甘肃稀土烧碱厂对一次盐水浓度合格率的要求(93%)相差甚远。

采用盐层高度控制一次盐水浓度波动较大，其主要原因有如下3个方面。

(1)化盐池底部存在空洞。在化盐过程中，化盐池底部出水管道上出水孔堵塞，出水不均匀，导致盐层分布不均匀，使用皮带输送时仅能补充皮带机下盐处盐层，无法补充盐层底部空洞处。

(2)对盐层高度探测不准确，探测计量工具简易，不能准确掌握上盐量。

(3)岗位操作人员对浓度监测的分析结果与化验室分析结果误差较大，影响对原盐加入量的判断。

3.3 第三阶段改造

2019年10月，甘肃稀土烧碱厂对一次盐水工序再次进行了改造(一次盐水质量浓度要求不变，控制在300～310 g/L)。

在化盐水温度60～75 ℃，原盐加入量保持1 800～3 100 kg/h不变的情况下，利用化盐水含盐质量浓度在170～190 g/L较稳定的特点，将从化盐水罐输送来的化盐水分为两股：一股直接进入化盐池作化盐水用；另一股在加精制剂前加入折流槽以调节饱和粗盐水的浓度，使后序一次盐水浓度波动减小。当化盐池流出的饱和粗盐水质量浓度大于310 g/L时，增大去折流槽化盐水管道上的阀门开度(最大流量达到7.5 m3/h)，降低饱和粗盐水浓度；反之，则要调小阀门开度。

2019年10月—2020年2月一次盐水浓度合格率如表4所示，第3次改造前后部分原料消耗对比如表5所示，各项指标合格率对比如表6所示。

表4 2019年10月—2020年2月一次盐水浓度合格率

表5 改造前后部分原料消耗对比表

表6 改造前后各项指标合格率对比表

由表4—表6可见：一次盐水的平均合格率从61.8%增加到93.1%，达到了甘肃稀土烧碱厂对该项指标的要求；其他各项指标的平均合格率均有显著提升；原盐、碳酸钠、亚硫酸钠、氯化钡的消耗量明显下降，降低了原料的消耗成本。本次改造成效显著，对稳定生产起到实质性的意义。

4 结语

经过对一次盐水精制系统生产工艺的不断优化、改造，既节约了原料，又对一次盐水浓度起到良好的稳定作用，大大提高了进电解槽二次盐水的稳定性，稳定了电解槽槽电压，保证了离子膜系统的安全平稳运行。甘肃稀土将在以往技术改造和科学管理的基础上，继续降本增效。