提升纯碱产品质量的策略研究

吴巴特尔 郭登攀

摘 要：目前，纯碱产品市场已经达到了严重饱和的状态，为了更好地增强企业的竞争力，就要想方设法提升纯碱产品的质量。产品质量是企业生存和发展的生命线。本文首先概述纯碱质量的相关资料，然后结合纯碱加工生产过程中的具体情况，提出提升纯碱产品质量的相关策略。

关键词：纯碱;产品质量;策略

中图分类号：TQ114.16文献标识码：A文章编号：1003-5168（2018）28-0050-03

Abstract： Nowadays， the soda ash product market has reached a state of serious conservation. In order to better enhance the competitiveness of enterprises， we must find ways to improve the quality of soda ash products. Product quality is the lifeline of enterprise survival and development. This paper firstly summarized the relevant data of soda ash quality. Next， combined with the specific conditions in the process of soda ash processing， the paper proposed strategies to improve the quality of soda ash products.

Keywords： soda ash;product quality;strategy

眾所周知，纯碱产品是工业生产加工中的一种基础性原料，国内外市场需求量较大。但近年来，该产品的需求量迅速降低，产品价格出现了较大波动，大部分纯碱企业经济效益不高。如今纯碱市场饱和、产能过剩，因此，需要提升纯碱产品的质量。

1 纯碱质量概述

碳酸钠的化学式是Na2CO3，分子量105.99。化学品的纯度多在99.5%（质量分数）以上，因而又叫纯碱，在对外贸易中也叫碱灰或苏打，是非常关键的有机化工原料之一，主要用于玻璃制品、平板玻璃与陶瓷釉的生产，也被广泛用于酸类产品、生活洗涤与食品加工中[1]。国家标准将纯碱划分为三个等级，分别是合格、一级、优级。优级品要满足以下标准：纯碱中碳酸钠的含量≥92%（干基）、铁元素的含量≤0.003 5%、纯碱盐分≤0.7%、纯碱水不溶物≤0.03%、硫酸盐≤0.03%，重质纯碱的粒度>70%、堆积密度≥0.9g/mL（重质纯碱）。同时，要求纯碱产品的外观满足下列条件：轻质纯碱和重质纯碱分别是白色粉末与白色细小颗粒。如今，纯碱厂商之间的竞争越来越白热化，客户对产品质量的要求日益提升，对部分指标的要求在很大程度上超过了优级产品的标准。如部分客户对纯碱的粒度分布要求较为严格，要求粒度筛上物为0.60mm，占比≤13%;筛间物0.60～0.125mm，占比≥85%;筛下物0.075mm，占比≤2%，大多数客户规定1.18mm筛上物所占比例应≤2%[2]。由此，纯碱厂商和相关人员应在生产纯碱的过程中，严格实施针对性较强的控制措施，以有效满足消费者需求。

2 强化科学管理模式在产品质量管理中的运用

人、材料、机器、操作方法、环境与测量在内的六种质量要素会在较大程度上影响产品质量的特征值。戴明是知名的质量管理专家，他认为：“假如我们不去测量，就无法知道更多。”这在较大程度上说明了测量在产品质量管理中的重要性。吴贞贞[3]论述了某纯碱制造企业运用六西格玛管理模式法进行质量改进的过程及成效。该企业组建项目小组，小组成员由少量专职黑带和一些兼职黑带组成，同时聘请相关专业人员予以协助。该项目组利用六西格玛管理法中的DMAIC改进模式，首先改进比较重要的工作岗位，在积累了一定经验后逐步扩大六西格玛管理法实施的范围。该企业认识到，正确测量是改进质量的首要步骤。为了分析纯碱产量下降的原因，该企业准确测量了相关要素，确定项目的具体范围，找出了对产品产量产生重大影响的关键质量特性（CTQ）与急需提升的要点。

文章详细分析了碳化岗位的全部工序流程，通过技术人员与项目小组准确测量碳化岗位的重要指标，如沉降秒、转化率、沉淀量、碳化尾气、出碱液含铁等，并进行了大量的数据分析，得出以下结论：近期的出碱转化率始终比预定标准低2%左右。确定改进对象后，通过鱼刺图与头脑风暴等多种方法，找出了可能导致出碱转化率不高的因素：负荷过大、出碱速度过快;中和水与氨盐水的温度比较高;氨盐比与氨盐水中的盐分都比较低;出碱温度高;中下段气的浓度较低。小组成员根据确定的转化率低的因素，结合企业实际情况，提出了针对性的解决措施。首先是增加氨盐比，提升氨盐水的盐分;其次，加大中下段气的实际浓度;再次，降低出碱温度。实施上述改进措施后，相关指标均符合预定标准，在较大程度上增加了产品数量，月产量超过了6万t。

为了保证六西格玛改进所带来的成果能够保持，该企业应该针对生产中重要指标建立控制图，如炉气和窑气的浓度，使操作人员与检验人员能够及时发现问题，实时诊断、反馈与调整。此外，还应打造优良的培训体系，落实岗位责任制，奖优罚劣，切实提高员工的主动性，切实依据文件进行生产;对设备做到定人定机，抓好设备保养与维护，构建设备档案，编制设备日常点检表。

3 严格控制碳化操作

在纯碱加工过程中，清洗塔的相关操作会在很大程度上影响产品质量[4]。如果清洗不彻底，就会对下轮制碱操作产生较大影响。随着制碱时间逐步增多，碳化塔中的结疤日益增厚，气液通道日益缩小，塔内液面的实际波动逐步加剧，导致塔壁上的大量硫膜纷纷脱落，掉入半成品碱液。假如清洗过度，则会导致塔内壁暴露在介质中的时间过早，在较大程度上增加塔内壁的腐蚀程度。若较多铁离子进入半成品溶液中，产品会生成红碱，影响纯碱质量。因此，应做好清洗塔的相关清洗工作，对清洗塔的液位与进气量进行严格控制。在换塔的整个过程中，压力、液位与温度都会出现较大波动，生成“色碱”。这就要求操作员合理设定清洗塔的具体清洗时间，以确保换塔操作的稳定性，实现日常操作的规范化。例如，淮安碱厂将6座碳化塔分为一组，清洗时间16h。在清洗过程中，清洗塔中的塔压被控制在0.28MPa左右[5]，中和水的二氧化碳浓度达到50%～70%。与此同时，该厂在正式停产前会合理科学地部署清洗工作，保障各个塔均保留相应的碱疤，以削减开车初期半成品碱液中铁元素的含量。该厂采取了母液压塔的相关工艺，其主要优势为：液体腐蚀性不大，趋近于饱和溶液，溶解损失不大。与以往的中和水压塔工艺相比，碳化塔在开车时不会出现堵塔问题，铁元素的含量相对来说也不高。

4 推行技术改造，提升产品质量

首先，管道、储罐与塔体采用防腐蚀的新型材料。例如，某纯碱加工厂家1#到5#碳化塔的顶圈设置成空圈，采取了铸铁的材质。假如发生冒塔问题，液位会出现剧烈的上下波动，易出现“色碱”问题。新增设的6#碳化塔顶部的三圈采用了新型的玻璃钢材料，塔顶气液分离段被改造成空圈，这可以高效预防塔顶结疤的问题，还能解除塔顶气流带来的阻碍，切实解决冒塔問题，还能有效降低塔中的腐蚀程度，减少纯碱产品中铁元素的含量，切实提升纯碱产品的品质和质量。如今，该塔已被授予了新型实用专利，专利号是201220640217.5，成为该企业的一项核心技术。玻璃钢材质也被运用于刚刚安装完成的B#成品氨盐水桶中。碳化取出液、中和水、氨盐水、淡（半）氨盐水的管线和碳化尾气、蒸馏塔出气的管线等，都采取钢衬尼龙或增强尼龙的材质，以取代以往的碳钢管或铸铁管。这种管道具有较高的强度，耐腐蚀性与耐磨性优良，且使用寿命较长，在较大程度上解决了由于管道腐蚀而造成的“色碱”问题[6]。

其次，重灰进料仓前加入直线振动筛。该企业原来的仓储并没有安装相应的筛分设备，在煅烧检修或生产波动的过程中，大碱块或杂物会不可避免地进入纯碱加工系统中，从而对设备的正常运行和产品质量造成一定影响。尤其是在检查和维修直接接触纯碱产品的相关设备时，随着运行时间不断推移，焊缝可能会出现焊渣、焊丝脱落的问题。由于该企业加工出来的重质纯碱主要用在高端制造业（如汽车玻璃等）中，焊渣的主要成分是镍，若含有较多镍元素的异物混入纯碱产品中，汽车玻璃就会发生自爆。因为焊渣缺乏磁性，因此，不能用除铁器吸附这些焊渣。经过一段时间的研究后，该企业将直线振动筛安装到重灰进料仓前。采取双电机驱动设备，在物料重力与激振力的双重作用下，处于筛面上的物料被抛起来，向前作跳跃式的直线运行，实现了对物料进行分级和筛选的目标，确保了包装前所有产品的过筛作业，有效解决了产品异物的问题，显著提升了纯碱产品的品质。

5 降低精盐水浊度

纯碱水不溶物是纯碱质量标准中的一项重要指标，其主要影响因素是精盐水浊度。在生产加工过程中，精盐水浊度通常应控制在20ppm。当浊度超过40ppm时，轻质纯碱水中就会具有较高比例的不溶物，生成不均匀、粗大的重质纯碱颗粒。某纯碱加工厂家有两种化盐用水，分别是二次利用水与复用水，前者的用量较大，而且钙镁离子的含量较高。当二次利用水被直接用来化盐时，不但会加大粗盐水内钙镁离子的实际含量，给精制工序带来较大工作负荷，而且会导致澄清桶能力不足，影响精盐水浊度。该纯碱加工厂家多次发生下列问题：由于精盐水浊度非常高，导致无法生成均匀的重灰颗粒。且大颗粒非常多，破碎系统缺乏足够能力，只能向外排放颗粒，增加了物料损失。

针对上述问题，可以采取以下改造措施。对二次利用水进行必要的预苛化处理，采取原泥中间槽作为预苛化处理槽，向处理槽中加入二次利用水，将苛化液通入槽中，提前让苛化液和二次水中的钙镁离子发生化学反应。在此过程中，预苛化的二次水中含有部分过剩的碱、重灰，其可以在化盐桶中与原盐中的部分镁、钙离子发生化学反应，从而削减粗盐水中的钙镁离子比例，降低了盐水精制的实际负荷，提升精盐水的品质和质量。2018年前6个月，其精盐水浊度的平均值均低于25ppm，重灰粒度具有良好的稳定性。

6 提升洗水质量

导致洗水质量差的原因是多方面的。首先，洗水温度接近出碱温度时，产品母液才能被有效置换出来。其次，洗水量多少，对重碱盐分具有决定性作用，若洗水量过多，虽然大盐分比较低，然而母液却会逐步膨胀;若洗水量过少，重碱中的盐分含量会超过国家标准。

针对上述问题，可以采取以下解决措施。通过相应的技术改造，加工制作所需要的软水加热器，以确保洗水温度稳定。调整洗水温度，使之从30～34℃提升到37～41℃。对洗水量多少进行严格控制。对洗水质量进行控制，对煅烧输送热碱液的相关管道进行技术改造，增加入水桶阀门和相关取样操作，定期检测洗水成分。一旦注意到洗水质量不达标，必须马上关闭入水桶阀门，采取入工段软水作为最终洗水。

7 碱机操作

此项操作涵盖了真空、稠厚、取出、滤碱机等诸多环节，各环节的操作都会对纯碱产品的品质产生影响。所以要采取下列举措：落实过滤岗位主操责任制，主操对各个岗位分工全面负责，齐心协力，共同做好过滤操作业务，保障岗位运行正常。增强工作人员的滤碱机操作能力，对相关工艺指标进行优化，如固液比从以往的20%增加到25%;碱液液位由以往的1/3～1/2提升至1/2～2/3;滤饼厚度从以往的15mm增加20mm等，持续优化滤碱机操作。此外，还要及时排查设备隐患，并针对相关隐患实施针对性的技改操作，为增强过滤操作打下良好的基础[7]。

8 结语

纯碱生产加工程序比较繁杂，应该采取多种针对性的措施和手段，优化操作，开展技术改造，改善设备腐蚀状况、降低铁元素含量，抓好石灰窑、碳化清洗塔与煅烧炉的控制操作，采取更先进的方法技术和材料，循序渐进地提升纯碱产品的质量和水平。

参考文献：

[1]金跃鹏.通过全面质量管理，提高纯碱产品质量[J].盐科学与化工，2017（11）：40-42.

[2]卞洋，孙路路.纯碱产品质量在生产过程中的管控[J].纯碱工业，2018（1）：40-43.

[3]吴贞贞，曲婷.六西格玛管理在纯碱工艺质量改进中的应用[J].电子质量，2010（10）：53-55.

[4]郑存强.为提高纯碱质量进行的技术改造[J].科技资讯，2013（2）：117.

[5]翁贤芬，帅永康，黄曦.优化滤碱机运行提高纯碱产品质量[J].纯碱工业，2007（4）：28-29.

[6]连仲宾.降低重质纯碱产品铁含量初探[J].纯碱工业，2009（4）：8-10.

[7]张正海，张军英.降低重碱盐分  提高纯碱产品质量[J].河南化工，2010（7）：48.