盐水反浑的原因及防治措施

孔繁超，汪云云

（新疆天业（集团）天辰化工有限公司，新疆 石河子 832000）

1 盐水一次精制过程中除镁离子的工艺原理

饱和盐水从化盐桶出来，加入精制剂氢氧化钠，在折流槽充分混合，进入前反应罐，在搅拌作用下充分反应，生成大量白色氢氧化镁絮状胶团。加入絮凝剂三氯化铁，会在碱性盐水中生成的红色网状氢氧化铁胶体，这些胶体会将氢氧化镁絮状胶团网连在一起，增大氢氧化镁胶团的体积。压缩空气在加压容器罐的高压环境下溶解于盐水中，预处理器与大气连通，压缩空气在低压环境中溶解度变低，而得到释放。盐水中析出来的气泡在上浮过程中与氢氧化镁胶团接触，因为气泡的体积较小，所受浮力不足以抵消它与胶团的亲和力，而附着在氢氧化镁胶团上。大量附着气泡使胶团所受浮力变大，上浮至预处理器顶部，形成浮泥，当浮泥达到一定厚度后，调节预处理器液位控制阀，使预处理器液位上升，将浮泥排入盐泥池，还有一小部分氢氧化镁胶团附着在一些大颗粒泥沙表面，沉积到预处理器底部，以沉泥方式排入盐泥池。工艺流程框图见图1。

图1 盐水一次精制除镁离子工艺流程框图

2 盐水反浑的原因及其影响

受加压泵扬程、管道抗压能力、加压溶气罐设计压力，盐水温度等工艺参数的限制，溶解在盐水中的压缩空气的体积是基本恒定的。当原盐中镁的质量大于或接近钙的质量，且镁含量超标时，就会有部分氢氧化镁胶团因为没有足够的压缩空气使其上浮，悬浮在盐水中。这些氢氧化镁胶团使盐水透明度下降，严重时引起盐水反浑。精制过程中会与在后反应罐生成的碳酸钙一起进入凯膜过滤系统，盐水通过1号进液阀进入过滤器，清液穿过滤袋进入滤袋内部的盐水通过管，从盐水通过管流入过滤器上部的清液仓，盐水中的固体物质被截留在过滤袋表面，过滤过程中滤袋上的滤饼厚度不断增加，过滤压力不断升高，升至一定值时，过滤器自动进入反冲清膜状态，开4号反冲阀使清液仓的盐水在重力作用下，从滤袋反向流出，当清液仓精盐水流完时关4号阀，开1号阀。当清液仓具有一定液位时，进行下一次反冲。1号、4号阀自动切换，完成数次反冲清膜，使滤渣脱离滤袋并沉降到过滤器的锥形底部，直至给清液仓补盐水的过滤过程中，过滤压力低于工艺要求，过滤器停止反冲，自动进行下一个过滤程序，依次完成过滤、反冲、沉降步骤。当过滤器底部滤渣达到一定量时，开7号排泥阀，滤渣进入盐泥池。

氢氧化镁胶体具有热稳定性高、粘度大、胶体颗粒小等特点。盐水反浑时，凯膜过滤器就会因为滤饼中氢氧化镁比重过大，使滤饼变的粘稠，而发生过滤压力上升快、卸渣困难等不良现象，为了恢复过滤器的过滤能力需要多次反冲，大量时间被用来反冲清膜。盐水反浑虽然在滤袋完好的情况下不会影响精盐水的质量，但大大降低了凯膜过滤器的过滤能力。反浑严重时可引起盐水流量无法满足生产需要，造成电解岗位降电流等问题。同时频繁的反冲清膜使凯膜过滤器滤袋的寿命大大降低，损坏的滤袋不能及时被发现就会引起一次精制盐水钙、镁等离子超标，如果超过树脂塔除钙、镁离子的设计能力，超标盐水进入电解槽将严重影响离子交换膜的使用寿命和电流效率。

3 盐水反浑的防治措施

3.1 对不合格原盐进行预处理

引起盐水反浑的氢氧化镁有2个来源，原盐本身带有的和精制过程生成的。

含水较高的原盐不经暴晒，直接用来化盐，出现盐水反浑现象。经过暴晒后再进行化盐，反浑现象消失。就是因为原盐中含有氢氧化镁絮状沉淀。所以对于从水相中开采出来的原盐一定要经过暴晒，将其水分蒸发完，破坏氢氧化镁絮状结构，使其体积比下降，所受浮力降低，使其在预处理器下沉。

当原盐中可溶性镁盐超标时，可以将烧碱分厂显碱性的蒸发冷凝水在卸盐时喷洒在盐晶体表面，经暴晒后再进行化盐。既实现了废物再利用，又达到卸盐时降低粉尘的作用。喷洒要尽量均匀，要通过镁离子含量严格控制冷凝水的用量，使镁含量达标。喷洒不均匀、用量过大会造成原盐结块，不便于上盐。经过预处理的原盐一定要久置，使局部过量的氢氧化钠和空气中的二氧化碳反应，生成碳酸钠，同时久置还能破坏预处理时生成的氢氧化镁絮状结构。

3.2 对酸洗废酸的处理

过滤器运行一段时间后，滤袋内会有沉积物进入，影响滤袋的通透性，使过滤压力上升，所以在生产中要根据过滤器的运行参数，不定期的对过滤器进行酸洗，使沉积物从滤袋内部溶离出来。在盐水反浑时，如果反冲效果不佳，也会对滤袋进行酸洗，使氢氧化镁生成可溶盐脱离滤袋。当酸浓度低于工艺要求时，就会将废酸排进盐泥池。这些废酸含有大量镁离子，同时还会使盐泥池中的氢氧化镁沉淀生成可溶的镁盐，盐泥池中的镁盐会在压滤过程中穿过滤布，与清液一起进入配水罐，使镁离子形成盐水反浑的恶性循环。所以当有废酸进入盐泥池时，一定要加碱，使盐水中的镁离子转化为氢氧化镁沉淀，再进行压滤，防止镁离子再次进入阳极系统。

3.3 现有工艺情况

目前处理因原盐不合格引起盐水反浑的工艺方法主要有以下几点。

（1）钙、镁质量比高的原盐与钙、镁质量比低的原盐搭配使用，使钙、镁比值和含量满足工艺要求。

（2）工艺条件允许的情况下，适当提高压缩空气的压力，增加盐水的溶气量，为氢氧化镁胶团上浮提供更多的动力。

（3）调整三氯化铁的用量，最大限度的体现其产物的连接作用，防止因为用量过大使其产物成为氢氧化镁上浮的负担。

（4）严格控制盐水的温度，防止温度过高影响盐水的溶气量。

（5）适当提高预处理器上排泥和下排泥的频率。

（6）加钙盐溶液，这些钙盐在后反应罐与精制剂碳酸钠反应生成碳酸钙，与盐水中悬浮的氢氧化镁一起进入凯膜过滤器，起到降低滤饼中氢氧化镁比重的作用。

3.4 对经典方案的改进

3.3（6）方案生产过程中得到广泛利用，此方案优点是钙盐加入量可以根据工艺需求精准加入。其缺点是：（1）盐水反浑是个偶发事件，要实现钙盐精准加入就需要流量计、调节阀、储槽等设备，增加了生产成本和设备维护成本；（2）盐水中增加了钙盐，就相应的要增加碳酸钠的用量，控制不好很容易引起盐水钙超标或精制剂过量，影响盐水精制工序平稳进行。 一次送电成功。随后，国内首套装配整台（套）离子膜的万吨级氯碱装置成功运行，成为中国氯碱工业国产离子膜发展的里程碑[2]。

国产氯碱离子膜适用槽型包括小单极槽、大单极槽、强制循环复极槽、自然循环复极槽、以及高电流密度和膜极距电解槽等几乎行业所有槽型，即有钠碱生产也有钾碱生产。国产氯碱离子膜在安全性，实用性和适应性方面已完全达到工业大规模应用的要求。国产膜在国内不同槽型的电解装置上实现工业化装备规模见表1。

3 结语

工业化电解装置的广泛应用及在多套不同槽型氯碱装置上国产离子膜成功运行数据合格，标志着中国已经掌握牺牲芯材氯碱离子膜生产技术，并且为国产氯碱离子膜在氯碱行业的工业应用形成示范。

表1 国内不同槽型的电解装置上实现工业化装备规模