盐湖卤水注入蒸氨废液池生产氯化钠和氯化钙的探讨

2022-10-10李金凤荀海静

盐科学与化工 2022年9期

关键词：废液卤水氯化钠

李金凤，荀海静，李霞

(中盐内蒙古化工股份有限公司技术质量部，内蒙古阿拉善 750336)

1 实验部分

1.1 原理

1.2 实验过程

1.2.1 盐湖卤水化学组成测定

表1 盐湖卤水检验结果

1.2.2 蒸氨废液化学组成测定

根据实际需要蒸氨废液只做常量组分的测定，即测定蒸氨废液中Ca2+、Mg2+、Cl-、OH-的浓度。各离子化学分析方法为：Ca2+、Mg2+EDTA络合滴定法、Cl-硝酸银沉淀法, OH-酸碱滴定法。蒸氨废液的化学组成见表2。

表2 蒸氨废液检验结果

1.2.3 特种工业盐化学组成测定

表3 特种工业盐检验结果

2 实验结果与讨论

2.1 饱和食盐水和蒸氨废液的反应

将特种工业盐配置为饱和食盐水，与蒸氨废液按照一定比例混合，观察实验现象。具体检验结果见表4。

表4 蒸氨废液与饱和食盐水反应

实验现象。蒸氨废液与饱和食盐水混合后，混合液出现浑浊现象，无结晶析出。

2.2 盐湖卤水与蒸氨废液反应

根据盐湖卤水中Mg2+的含量,设计如下实验。固定体积的卤水分别与不同体积的蒸氨废液混合反应，使得Mg2+完全以Mg(OH)2的形式沉淀，将上清液过滤后，检测上清液的成分及含量,实验结果见表5。

表5 盐湖卤水与蒸氨废液反应后上清液含量表

从表5可看出，蒸氨废液与盐湖卤水反应摩尔比1 ∶0.9为最佳混合比例，Mg2+含量为未检出。

2.3 蒸氨废液中加入氯化钙后与卤水反应

2.3.1 蒸氨废液和氯化钙混合

蒸氨废液中加入不同质量的分析纯氯化钙，分离检测上清液(A)含量，具体数值见表6。

表6 上清液A检验结果

2.3.2 上清液A与盐湖卤水混合反应

上清液A按照前期试验寻找的最佳体积比与盐湖卤水混合反应，分析上清液(B)含量，观察上清液B实验现象，具体数值见表7。

表7 上清液B检验结果

实验现象。上述混合液放置过夜，4#和5#样品中有明显结晶析出，同时清液中氯化钠含量降低。

3 可行性分析

3.1 对氯化钙成品液质量的影响

盐湖卤水和蒸氨废液混合后，上清液和蒸氨废液原液值结果对比见表8。

从表8可以看出，蒸氨废液与盐湖卤水混合后上清液中的Ca(OH)2含量降低，CaCl2含量降低，NaCl含量升高。

表8 蒸氨废液原液与废液和卤水混合后上清液结果对比表

3.2 产能估算

3.2.1 蒸氨废液蒸发量估算

(1)浓缩蒸发。吉兰泰地区，根据气象站数据，年蒸发皿内淡水蒸发量平均1 970 mm，大面积淡水蒸发系数取北方经验值0.75，卤水蒸发系数取18 °Be′～21 °Be′区间数值为0.67，则蒸氨废液在从约17 °Be′蒸发到达饱和氯化钠析出时29 °Be′，蒸发量为1 970×0.75×0.67=990 mm。废液库和浓缩池面积约1.67 km2，则蒸发量为1.67 km2×0.99 m=165万m3。

(2)结晶蒸发。结晶1 t再生盐需要3 m3饱和卤水，6.5万t盐需蒸发卤水量约为20万m3。

(3)浓缩蒸发和结晶蒸发，二项合计蒸发水量约为185万m3。

3.2.2 理论析盐量估算

蒸氨废液每年排出量约300万m3，蒸发浓缩析盐后，蒸发水量约185万m3，则蒸发水量与废液比例为1 ∶1.6。蒸氨废液中含氯化钠量约为70.29 g/L(原液库)，滩晒后母液中残留氯化钠约为26 g/L，蒸发量与废液量为1 ∶1.6，则母液中残留氯化钠15.6 g/L，回收氯化钠约54.69 g/L，回收率77%。理论上滩晒工序年回收盐量应为：0.054 69 t/m3×300万m3=16.41万t，因原有废液库及滩晒场渗漏，滩晒面积小等原因，实际析盐量为6.5万t/a，回收率为40%。

将盐湖卤水与蒸氨废液按照最佳摩尔比混合，即每年300万m3蒸氨废液与36万m3卤水混合，混合后废液中氯化钠约83.1 g/L，则全年336万m3废液析出量约0.083 1 t/m3×336万m3×77%=21.5万t×40%=8.6万t。

根据盐碱分公司的经验，滩晒盐结晶速度0.2 m/a，滩晒盐的堆积密度为1.21 t/m3，增加再生盐8.6万t-6.5万t=2.1万t，需要增加的结晶池面积为2.1万t/(0.2 m/a×1.21)=0.086 8 km2，按照每个池子规格100 m×100 m计算，需增加9个池子。将纯碱厂报废的滩晒池，修复后可进行晒盐。