浅谈离子膜生产钾碱除硫酸根的生产工艺

李翠（青海盐湖镁业有限公司，青海 格尔木 816000）

浅谈离子膜生产钾碱除硫酸根的生产工艺

李翠（青海盐湖镁业有限公司，青海 格尔木 816000）

青海盐湖30万吨/年钾碱装置是利用钡法除硫酸根，原盐中含有硫酸根离子，硫酸根含量高会使钾盐的溶解度降低。离子膜电解氯化钾，盐水SO42-中含量超标时，会影响氯气纯度及降低电流效率，增加成本。

目前氢氧化钾在国内外市场中供应较为紧张，价格也较高。离子膜生产氢氧化钾、片钾产品技术含量高，国际、国内市场需求量正逐年上升，发展前景好。离子膜电解法生产钾碱工艺由于能耗低，副产的氯气、氢气也能带来一定的经济效益。因此离子膜电解氯化钾生产钾碱有很大的发展前景，而盐水SO42-中含量会制约离子膜电解氯化钾的生产。

1 原理

本装置除硫酸根原理，在盐水中加入氯化钡溶液，使其和盐水中的SO42-反应，生成不溶性的BaSO4沉淀，其反应式如下：

氯化钡的加入量需要按照盐水中SO42-含量进行调整，加入BaCl2不能过量，否则Ba2+会被树脂塔吸附，使得树脂塔增加负荷，而且Ba2+和电解阴极产物生成Ba(OH)2沉淀，堵塞离子膜。

2 流程叙述

来自界区的淡盐水、生产水、滤液等首先在配水槽V-0102收集，由化盐水泵P-0101转至换盐水换热器E-0101升温后送入化盐池V-0103化盐，饱和盐水经过折流槽V-0104时加入精制剂氯化钡、未脱氯淡盐水、碳酸钾并在反应池R-0101A充分反应，在反应池R-0101B加入氢氧化钾，并将反应完全的粗盐水进入中间池V-0105，然后通过粗过滤器分离出粒径≥1mm的机械杂物，进入无机膜过滤器，无机膜过滤器采用无机膜管（无机膜元件的膜孔径规格为50nm，孔径分布在30～50nm之间，平均孔径为40nm）作为过滤元件、以“错流”过滤的方式，过滤去除精制反应之后生成的悬浮粒子，确保精制盐水中的SS≤1ppm，Ca2++Mg2+≤1ppm，SO42-≤5g/l工艺要求。合格的精制盐水从各级清液出口送出，送至混合器MX-0102，在混合器MX-0102内加亚硫酸钾以除去盐水的游离氯，加入盐酸以调整盐水的PH值后进入一次盐水贮槽V-0116，经一次盐水泵P-0105送往电解，一次盐水含有游离氯可通过在泵进口添加亚硫酸钾除去。盐水粗过滤器N-0103、过滤循环罐V-0118、无机膜盐水过滤器N-0102排出的盐泥均进入盐泥池V-0114，经盐泥引水罐SP-

0101用盐泥泵P-0108送入板框压滤机N-0101压滤，压滤清液进入滤液池V-0115，用滤液泵P-0109送回配水槽V-0102，滤饼送出界区。

3 除硫酸根过程中的主要控制指标

序号控制项目频次1淡盐水取样地点P-0101A/B(化盐水泵出口) 3次/班2粗盐水V-0105 6次/班按需N-0102出口(无机膜过滤器)一次盐水3（中间池）3次/班一次盐水P-0105A/B(一次盐水泵入口)按需1次/槽4 HCl溶液K2SO3溶液K2SO3：～5%(wt) 1次/槽指标KCl：～200g/L PH：9～12游离氯：0 KCl：300～310g/L PH：10～12 KOH：0.2～0.8g/L K2CO3：0.2～0.6g/L ClO-：1～20ppm KCl：300～310g/L 6次/班V-0112（酸洗液贮槽）V-0121 （K2SO3溶解槽) V-0123 （BaCl2溶解槽）V-0125 (K2CO3溶解槽）M-420出口(板框压滤机）5 6 7 8 9 1次/槽K2CO3溶液K2CO3：～20%(wt) KCl≤6% H2O≤50% Ca2++Mg2+≤1mg/ L KCl：300～310g/L Ca2++Mg2+≤1mg/L游离氯：0PH：9～11 SO42-≤5g/L KClO3≤7g/L SS≤1mg/L TOC≤10mg/L HCl：10～15%(wt) 1次/班BaCl2溶液BaCl2：～20%(wt) 1次/槽滤饼按需

4 结语

自2016年10月试车以来，本装置目前稳定运行达产达标。生产中还需进一步解决以下两个问题：1、原盐中杂质含量较高，反应生成的沉淀堵塞离子膜孔隙，降低离子膜的渗透性，导致电流效率下降，槽电压升高，破坏了电解槽的正常运行。2、半年时间的运行原盐中硫酸根的富集量增多,在生产过程中氯化钡的用量较大，生产成本高，并且氯化钡有剧毒，存储和管理氯化钡及处理大量的硫酸钡沉淀物，给安全和环保带来极大的困难。

[1]程芳琴，李华，《盐湖卤水净化除杂的试验研究》，《山西大学学报》，2004.6.

[2]张子兴，《盐湖卤水净化除杂工艺研究》，《山西大学学报》，2008.4.