原盐中的铝对电解槽电压的影响

张建波，段东山

（山西榆社化工股份有限公司，山西 晋中 031800）

原盐中的铝对电解槽电压的影响

张建波，段东山

（山西榆社化工股份有限公司，山西 晋中 031800）

对盐水中的铝元素超标造成电解槽电压升高的原因进行了分析，并且针对铝元素的特殊性做了解决办法。

盐水；铝元素超标；电解槽；电压

山西榆社化工股份有限公司现有 28万t/a烧碱、32万t/a PVC树脂及多种精细化产品。其中，28万t/a烧碱分为2个分厂，一期、二期在一个分厂，三期在另一个分厂。

一次盐水工序的主要目的是将原盐中的钙、镁等杂质去除，制得合格的盐水供电解工序使用。

1　盐水各项指标合格时电解槽运行情况

该公司电化二厂一、二期分别使用日本氯工程BiTAC—853和BaTAC—867电解槽，分别于2007年 3月与7月投入运行，2013年 6月开始进行零极距改造，改造完成后运行指标情况见表1。

表1　零极距改造后运行指标情况

2　使用原盐中铝含量高的盐水后电槽运行情况

2014年2月11日晚23点，该公司电化二厂一、二期电槽同时出现电压上涨趋势，并且上升幅度逐渐加大。到2月13日，一期每个回路2台电槽上升电压高达5 V左右，二期每个回路2台电槽上升电压高达8 V左右；到2月18日，二期每个回路2台电槽上升电压高达14 V左右，一期每个回路2台电槽上升电压高达28 V左右。

首先，将每天的ICP分析的二次盐水样进行了比对，发现二次盐水中的铝和硅比之前的数据略有增加外，其他各项均无变化，但是铝和硅的数据还在指标范围内。分析认为，可能是盐水成分的问题，特别是发现二次盐水的树脂塔运行的首塔最上层有乳白色的板结物，通过多次分析后确认是铝的结晶物。

针对电解槽的电压及树脂塔的结晶物，将一次盐水，二次盐水及出槽淡盐水送样到附近同行业及上海华申、旭硝子公司进行了盐水分析比对，通过比对发现；分析数据中铝元素结果不一样，已经严重超标，通过与ICP机厂家技术人员进行沟通，进行了铝元素曲线调节。铝元素超标后的电槽运行数据见表2，盐水正常时二次盐水ICP分析结果见表3。

表2　铝元素超标后的电槽运行数据

表3　盐水正常时二次盐水ICP分析结果

表4　盐水不正常时的二次盐水ICP分析结果

3　原因分析

经分析认为，造成铝超标的原因如下：（1）春节前的原盐准备工作没有做好，为了应急，没有把好运输关和原盐进厂分析化验关而导致一次盐水中铝元素超标；（2）由于铝元素的特殊性质在一次盐水中难以去除。

氧化铝为一种白色无定形粉末，为典型的两性氧化物。

与酸反应：Al2O3+6H=2Al3++3H2O

与碱反应：Al2O3+2OH-=2AlO-2+H2O

氢氧化铝则是一种难溶于水的白色胶状物 （在水溶液中形成时），也是一典型的二性氢氧化物。既是弱酸也是弱碱。

与酸反应：Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O

与碱反应：Al（OH）3+OH-=AlO-2+2H2O

通过以上反应不难看出，在现有的离子膜烧碱工艺中很难除去盐水中的铝。因为在一次盐水中除去钙、镁离子需要分别加入纯碱和烧碱，pH值要控制在10.5~11.5，镁才可以沉淀完全，而此时铝则以AlO2的形式混入盐水中。在二次盐水中，pH值控制在8.5~9.5，此时也不能除去AlO2或Al（OH）3。

如果Al（OH）3胶体进入电解槽后会附着在离子膜上，造成膜电压升高，电耗升高。并且升高的幅度与Al（OH）3胶体在盐水中的量成正比例。所以必须在一次盐水中将铝除去，以免造成影响。

4　解决办法

在出现电解槽运行电压上升且幅度较大时，分析原因，在确认是原盐中的铝含量高而造成的以后，与离子膜厂家、电解槽厂家、二次盐水使用的树脂厂家等技术人员进行了咨询。同时，采取了计划停车进行盐水置换的办法进行了处理。使用这一办法处理后的电槽电压在运行2个班后又回复在未停车时的电压状况，这说明停车进行盐水置换的办法不能从根本上解决问题。处理盐水中铝元素超标问题，必须从根源做起，所以对原盐的进入渠道进行了认真的考核把关，并且对运输车辆的要求做了更明确的规定。

针对铝元素的特殊性，在一次盐水工序进行了指标的临时调整，在保证一次盐水中的钙、镁离子指标合格的前提下将二碱的过碱量降到最低，同时，在配水罐及盐泥压滤工序做了大量的工作，通过调节pH值，将化盐水中的铝转化成氢氧化铝沉淀，然后通过盐泥带走。在稳定运行一段时间后又进行了一次计划停车，将系统中的铝含量高的淡盐水进行彻底置换，保证了电解槽的正常稳定运行。

Effect of aluminum on electrolytic cell voltage

ZHANG Jian-bo，DUAN Dong-shan
（Shanxi Yushe Chemical Co.,Ltd.,Yushe 031800，China）

The reasons for the increase of the voltage of the electrolytic tank caused by excessive aluminum elements in brine are analyzed，and the solution to the particularity of aluminum elements was analyzed.

brine；aluminum；electrolytic tank；voltage

TQ114.26

B

1009－1785(2016)11-0007-02

2016-05-05