矿卤分段结晶工艺的改进

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 前言

近些年，连云港工投集团日晒制盐有限公司(以下简称“公司”)用淮阴地区地下矿卤日晒工业盐(以下简称“矿卤盐”)的工艺不断发展和完善，产品质量趋于稳定，大部分达到GB/T5462-2015《工业盐》国家标准中规定的日晒工业盐优级盐标准，但受行业产品质量和销售价格竞争压力的影响，部分氯碱企业对日晒工业盐提出更高的质量要求：氯化钠含纯不低于96%；钙离子含量不高于0.13%；镁离子含量不高于0.1%；硫酸根含量不高于0.3%。针对公司现时生产的矿卤盐钙、硫酸根离子含量偏高于部分用户的要求，笔者拟改进结晶工艺，以进一步提高矿卤盐品质，更好地满足市场需求。

2 结晶工艺现状

2.1 滩田简况

公司30个生产单元有序布置在同一区域，各生产单元均为对口滩型，相邻的以公沟(落卤沟)为界;有塑苫池31块，深洼1块，每块池面积6 000 m2;生产、管理相对独立。滩形示意图见图1。

图1 生产单元滩形示意图Fig.1 The diagram of production unit

2.2 工艺流程

采用上卡下撤法二级分段结晶，一般矿卤经屯卤台(调节池)澄清，并蒸发至饱和后，利用各步池底面高程落差，采用对口错角，依次自然灌入一、二、三步结晶池结晶，第三步结晶池卤水硫酸根含量达到30 g/L～35 g/L时排到深洼,用氯化钙溶液降低母液中的硫酸根(以下简称“除硫”),再与新卤混合灌池、结晶,生产工艺流程见图2。

图2 上卡下撤法分段结晶工艺流程(循环使用母液)Fig.2 Sectional crystallization process

2.3 存在的主要问题及原因

各生产单元内循环使用结晶母液, 新矿卤、母液混合析出的矿卤盐一般钙离子含量不高于0.15%,硫酸根含量不高于0.4%。

饱和矿卤皿内自然蒸发浓缩析盐试验中(数据见表1),其它结晶条件相近，因除硫后母液、新矿卤质量不同，二者析盐质量存在差距。除硫后母液初始钙离子含量高于0.6 g/L时，钙离子含量越高，析盐中氯化钠含量越低，钙、硫酸根离子含量也相对高。新、老矿卤混合，分晒不彻底，结晶卤水质量整体下降，是公司生产的矿卤盐钙、硫酸根含量偏高的主要原因之一。

表1 矿卤皿内自然蒸发浓缩析盐质量Tab.1 Quality of salt precipitation by hatural evaporation and concentration in brine dishes

新矿卤饱和时，钙、硫酸根离子含量分别约为0.5 g/L、14 g/L,除硫降低母液中硫酸根含量同时，却增加了钙离子含量，一般刚除硫的饱和母液中钙离子或硫酸根含量至少有一项高于饱和新矿卤，未饱和矿卤灌池，特别是除硫后母液钙离子含量较高灌池，会造成池内矿卤盐钙、硫酸根离子含量同时增加。结晶卤水硫酸根含量高，特别当高于35 g/L，有硫酸钠析出时，更易增加矿卤盐中硫酸根含量。

新矿卤饱和时，镁离子含量为0.07 g/L左右。此外，生产单元每年使用海水泡化被撤换下来的结晶池烂盐池板、管道收盐产生的粉盐及利用屯卤台、副癝基等蒸发制卤，制取的饱和卤灌池，增加结晶卤水中镁离子含量。年复一年循环使用母液，结晶卤水中镁离子逐年富集，矿卤盐含镁量也将逐年增加。

结晶池建在泥质土壤上，矿卤结晶过程遭受土壤颗粒及空气降尘等污染，悬浮物、不溶物含量增加，且不能随结晶母液排放到生产单元外，结晶卤水不溶物含量高，不仅晶体的不溶物含量高，而且可溶物、水分也增加。

3 工艺改进

3.1 工艺流程

相邻若干个生产单元为片，片内采取定点与上卡下撤相结合分段结晶工艺，即片内以一定结晶面积比例，按是否循环使用除硫后母液，分为新卤生产单元、混合卤生产单元，而各生产单元内使饱和矿卤按不同浓度(主要为硫酸根含量)进行分段结晶。新卤生产单元只使用新卤灌池，结晶产生的母液输送到混合卤生产单元再结晶，混合卤生产单元循环使用母液。在一年的结晶过程中，新卤、混合卤生产单元，或生产单元内的一、二级池相对固定。

3.2 定点分段结晶面积比例及滩田设备条件分析

新卤、混合卤生产单元灌池分别只使用新卤、母液，结晶卤水深度相同，始终硫酸根含量分别为14 g/L、35 g/L，忽略结晶池渗透及降水盖布卤水损耗等条件下，估算定点分段结晶面积比例为3 ∶2。实际生产中应结合滩田结构、气象、结晶卤水始终硫酸根含量及深度等条件合理掌握。混合卤生产单元可适量使用新矿卤灌池，其面积可适当大于按比例估算的面积。

生产单元现有的排淡、落卤、输卤专用沟道；土塘、深洼、屯卤台储卤设备；固定和流动机泵等，基本满足生产单元内进排卤、排淡、咸水回收、储卤、澄清卤、蒸发制卤、除硫等需求，但新卤生产单元向混合卤生产单元以明渠输送母液，如输送距离过长或输送卤量过多，现有渠道、储卤设备、机泵等难以配套、协调使用。片内生产单元数越多，人员越多，生产调度越不便，生产管理难度加大。

综合考量，拟定相邻两个生产单元为一片，片内生产、管理统一。定点分段结晶工艺见图3，上卡下撤分段结晶见图2(新卤生产单元母液输出)。

图3 定点分段结晶工艺流程Fig.3 Fixed-point stepwise crystallization process

3.3 预期效果

新卤生产单元新、老卤严格分开，不相混合，可保证结晶卤水质量，从而提高矿卤盐质量。新、混合卤分别固定在特定生产单元晒盐，使不同质量矿卤盐，在不同段落的生产单元产出，质量自然分级，好盐、次盐不相混合，利于按等归坨，按等放销，为不同用途提供相应质量矿卤盐，实现产销对口。

3.4 操作基本要求

3.4.1 确认分晒级别，建立分晒秩序

定点分段结晶的片区要固定下来，明确片区内晒新，混合卤的生产单元。春初、秋末或扒盐期等，有目的做好换、并、排卤及除硫，为分段结晶打好基础。

3.4.2 合理控制结晶卤水始终质量

矿卤在屯卤台澄清,并蒸发至漂花灌池或加卤。澄清过程中,为防止结晶,加速澄清,可以续入低浓度卤水,而在混合卤生产单元不宜为此续入过多新矿卤，一般除硫后母液(或与新卤混合)灌池前钙离子含量低于0.6 g/L，硫酸根含量低于18 g/L。

结晶卤水终止硫酸根含量宜控制在30 g/L～35 g/L，如过低甩撤。一方面，矿卤当次结晶过程时间过短，氯化钠析出率低，增加换卤频次，矿卤蹲不住步，易造成矿卤盐钙、硫酸根离子增加；另一方面，因母液体积相对大，除硫后母液中钙离子总量易相对增加，对下一结晶过程析盐质量不利。

3.4.3 调节结晶卤水，促进各段卤水供需平衡

在全年物料平衡、量卤灌池的原则下，保证旺季结晶卤水适宜深度。在结晶卤水缺乏，结晶卤水深度过浅时，做好结晶池卤水换、并、排、除硫，不能将新矿卤或刚除硫混合卤平描到结晶池中。新卤生产单元优先以新矿卤灌池，当结晶卤水终止硫酸根浓度低于30 g/L，或虽高于30 g/L，但暂时除硫困难，而混合卤生产单元卤水深度难满足塑苫条件时，混合卤生产单元可适当用新矿卤灌池。在结晶卤水充足，或新卤生产单元较混合卤生产单元结晶面积相对偏小时，可采取结晶卤水终止硫酸根含量，新卤生产单元较混合卤生产单元适当降低；结晶卤水深度混合卤生产单元较新卤生产单元适当增加；新矿卤适当向混合卤生产单元灌池。

冬季各结晶池需储存饱和卤水，以备旺产季节结晶需求，新卤生产单元储卤己足情况下，混合卤生产单元也最大限度储存卤水。来年春季，混合卤生产单元储存的高质量卤水要有计划地向新卤生产单元输送。

3.4.4 严格执行各项生产操作规程

分段结晶是实现新、深、长的一具体手段，而滩田维修、除硫、活碴、除混、收盐、堆坨等各项生产管理必须抓好，才能实现矿卤盐优质高产。

4 小结

改进的工艺能使矿卤盐好、次不相混合，利于进一步提升矿卤盐品质，但工艺技术性较强，操作要求严，并需要滩田设备能满足要求，故需先选点试验，待工艺完善，并取得效益后逐步推广。