工业盐质量的影响因素及对策

胡 旭，林 枫，陈鹏飞，冯文忠

（安徽华塑股份有限公司，安徽定远233290）

安徽华塑股份有限公司（简称华塑公司）氯碱厂制盐车间设计产能60 万t/a，为烧碱车间提供电解所需的工业盐，并副产元明粉。生产的工业盐通过离心机甩干后通过皮带直接进入化盐池，化盐后的精盐水泵至烧碱一次盐水工序供电解使用，工业盐中硫酸根含量的多少直接影响电解电流效率及离子膜的使用寿命。为控制工业盐中的硫酸根含量，华塑公司氯碱厂制盐车间通过不断摸索，在借鉴前人经验的基础上，做出一系列改进，经过一年的运行检验，效果较好。

1 盐硝联产工艺

真空制盐工艺的重点就是盐硝分离，析硝的强弱直接决定真空制盐盐质的好坏，其原理就是利用NaCl 和Na2SO4在30～120 ℃之间，溶解度随温度变化而逆反，即利用高温下NaCl 的溶解度大，Na2SO4的溶解度小，低温下NaCl 溶解度小，而Na2SO4的溶解度大，把蒸发罐内的Na2SO4接近饱和的母液抽出，在低温下闪蒸而析盐，并使Na2SO4浓缩到饱和再把低温析盐后的母液预热到高温，在高温下蒸发而析硝，析硝后的母液循环利用于制盐提硝。氯化钠-硫酸钠溶解度曲线图见图1，其工艺路线简述如下。

图1 氯化钠-硫酸钠溶解度曲线图

矿区净化后的精卤与电解装置来的淡盐水汇入精卤桶V201，由加料泵P200 经预热器HE206、板式预热器HE207 预热后，一部分送至盐脚SL205、SL204、SL203、SL202、SL201 做淘洗水，另一部分送至板式预热器HE2O8 继续预热。预热后一部分送至EV204 蒸发罐下循环管加料，一部分送至预热器HE209 预热。预热后的卤水一部分送至EV203 蒸发罐下循环管加料，另一部分送至预热器HE210 预热。预热后一部分送至EV202 蒸发罐下循环管加料，一部分再经预热器HE211、HE212 换热后送至EV201 蒸发罐下循环管加料。蒸汽通过HE-201 加热一效卤水，产生的二次蒸汽逐效加热下一效卤水，末效二次蒸汽管与大气冷凝器相连，利用二次蒸汽与水接触发生的体积变化来造成真空，逐效形成压力阶梯。压力的降低降低了料液的沸点，因此，料液在各效蒸发罐内剧烈沸腾蒸发结晶而形成盐浆汇集在盐脚，其母液经溢流盘管在压差作用下自EV201 转至EV202 下循环管，EV202 的母液经溢流盘管转至EV203 下循环管，EV203 的母液经溢流盘管转至EV204 下循环管，EV204 的母液溢流后经转料泵P207 加压后进入EV205 的下循环管。

EV205 蒸发罐清液通过溢流盘管经母液循环泵P300 加压，少量母液外排至废水池，大部分经预热器HE305、HE306、HE307 三级换热后进入EV301蒸发罐下循环管。低压蒸汽通过HE-301 加热EV301 卤水，在约100 ℃的条件下，母液急剧沸腾，硫酸钠过饱和析出汇集在硝脚。产生的二次蒸汽作为预热器的热源，EV303 与大气冷凝器相连提供真空。EV301 的母液经溢流盘管在压差作用下转至EV302 闪发罐，EV302 料液经溢流盘管在压差作用下转至EV303 闪发罐闪发降温。EV303 的料液经溢流盘管在压差作用下和SL302、SL303 排料管排出的料液经转料泵P304 加压转入EV205 的上循环管，在EV205 蒸发罐内蒸发结晶，完成料液的循环。

由 盐 脚SL201、SL202、SL203、SL204、SL205 排出的盐浆自压排入盐浆桶V401，经盐浆泵P401 送入盐增稠器TH401 增稠，再由排料装置SP407 排入离心机CF401 进行固液分离。硝浆由硝脚SL301 排入硝浆桶V501，经硝浆泵P501 送入硝增稠器TH501 增稠，再由排料装置SP507 排入离心机CF501 进行固液分离。

2 控制盐质的关键因素及对策

（1）各效蒸发罐的温度

各效蒸发罐的温度通过不凝气管道阀门的开度调节各效的压力范围，在各效的压力范围内每个压力对应一个料液沸腾温度，使当效蒸发罐中的卤水在过热的条件下剧烈沸腾，料液被不断浓缩，氯化钠始终处于饱和状态而不断析出。根据NaCl-Na2SO4-H2O 三元体系不同温度饱和溶解度表，在整个过程中，硫酸钠虽然一直被浓缩，但因温度一直在降低，溶解度增大而不析出，至接近饱和状态时转入硝系统，在硝系统析出，制盐车间各罐操作温度控制表见表1。

表1 各效蒸发罐温度控制表

（2）各效中硫酸钠含量的控制

在各效压力控制在参数范围内后，随着料液的不断浓缩，蒸发罐中硫酸钠浓度不断增加，通过分析确定各效硫酸钠含量，根据硫酸钠含量适当调整向后一效的转料量，在后一效较低的温度下，硫酸钠仍然不析出；如因该效蒸发量过大，而转料量未及时调节时，出现硫酸钠含量超出该效硫酸钠含量设定范围，如在EV205 中，因料液被浓缩了很多倍，最高能达到65 g/L 以上，根据氯化钠和硫酸钠在48 ℃水盐体系相图进行等温蒸发分析，硫酸钠在63.8 g/L时已达到饱和，此时可采用临时增加淘洗量的方法处理，同时开大进料量、母液循环量及母液外排量，直至硫酸钠含量降至参数范围内；如硫酸钠含量仍然降不下来，工业盐中硫酸根含量有增加趋势时，排放一部分料液至母液池，进新鲜卤置换处理；各效蒸发罐硫酸钠控制指标见表2。

（3）淘洗的作用

在HE207 预热器后接淘洗卤管道至各效排盐盐脚及排盐管线上，给排盐加淘洗，有4 个作用：一是使用较低硫酸钠浓度的卤水对含高硫酸钠浓度的卤水进行置换，从而降低排盐时的硫酸钠含量，并回溶因硫酸钠含量控制不佳造成的硫酸钠析出，从而控制盐质；二是使用较低温度的凉卤水置换热卤水，在增加硫酸钠溶解度的同时回收部分热能；三是有利于融化部分较细小的盐颗粒，浮选较大的盐颗粒，利于盐质的稳定；四是降低盐浆的粘度，利于盐的顺利排出。

（4）适当的母液外排

因卤水中不可避免的Ca2+、Mg2+、有机物等杂质的存在，在蒸发过程中，杂质被不断浓缩。为平衡系统内杂质，防止杂质在系统内以硫酸钙、硫酸镁等形式析出影响盐质，或者结垢、堵塞管道，在P304泵后接一根母液外排管排放部分母液；母液外排量过大，虽然暂时保证了盐质，但因排放过饱和高温母液，产量会受较大影响，增加了卤水消耗及了蒸汽消耗。排小了容易造成杂质及硫酸钠含量持续上升，导致盐质不合格。因此在综合考虑盐质、气耗、卤耗情况下，母液外排量主要根据EV205 蒸发罐中硫酸钠含量调节，目前，华塑公司制盐车间母液外排阀门开度控制在15%，外排流量控制在8 m3/h 左右。

表2 各效蒸发罐硫酸钠控制指标

（5）排盐温度

40 ℃以上时，硫酸钠的溶解度随着温度上升而降低，1 至3 效料液温度平均在90 ℃以上，排盐温度过高，与来自4 效、5 效的盐浆混合后，因4 效、5效盐浆中硫酸钠含量比较高，盐浆在盐浆桶混合温度过高造成硫酸钠因溶解度降低而析出，进而造成盐质不合格。目前该公司控制排盐温度在30～60 ℃。

（6）原卤中硫酸钠含量

当原卤中硫酸钠含量上升较多时，各效中硫酸钠含量随之上升，造成各效硫酸钠含量偏离指标，超出指标较多时，也会造成盐质波动。析硝系统析硝能力有限，系统硫酸钠因不及时析出而在EV205富集，造成EV205 硫酸钠含量上升而影响盐质，此时必须增加母液外排量以平衡硫酸钠含量。

3 结语

每个企业面临的情况不尽相同，影响盐质的因素也各不相同，因生产环境的变化，还会不断有新的问题产生。只有结合各自企业的特点制定措施，才是抓住了工艺控制的根本，才能从根本上稳定生产，控制盐质，进而保证下游工序正常使用。