略談制鹽的步驟與工藝
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1生產(chǎn)工藝
原料從地下礦層或礦山開(kāi)采，大多數(shù)礦藏均是芒硝和巖鹽共生，開(kāi)采上來(lái)的鹵水成分比較復(fù)雜，基本都是硫酸鈉、氯化鈉混合型鹵水，原料鹵水中硝中有鹽、鹽中有硝，利用其同溶液中硫酸鈉、氯化鈉不同的溶解特性進(jìn)行蒸發(fā)分離生產(chǎn)硫酸鈉、氯化鈉產(chǎn)品。由于生產(chǎn)的特殊性，各生產(chǎn)單位通過(guò)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的控制來(lái)確保生產(chǎn)出的產(chǎn)品純度，本文就淘洗在硝鹽聯(lián)產(chǎn)裝置對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的作用通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐給予簡(jiǎn)析。硝鹽聯(lián)產(chǎn)是由硝工序與鹽工序組成，原料鹵水進(jìn)入硝工序加熱蒸發(fā)析出硫酸鈉結(jié)晶，制硝工序料液中的氯化鈉含量濃縮到最大飽和度溢流到鹽工序生產(chǎn)。制硝母液溢流到鹽工序繼續(xù)加熱析出硫酸鈉結(jié)晶后，析硝母液經(jīng)過(guò)閃發(fā)降溫進(jìn)入制鹽蒸發(fā)罐低溫蒸發(fā)析出氯化鈉結(jié)晶。鹽硝聯(lián)產(chǎn)是由鹽工序和硫酸鈉蒸發(fā)器組成，混合鹵水在鹽蒸發(fā)工序蒸發(fā)析出氯化鈉結(jié)晶，硫酸鈉控制在區(qū)域內(nèi)達(dá)到最大飽和度，泵入硫酸鈉蒸發(fā)罐加熱蒸發(fā)析出硫酸鈉結(jié)晶，使鹽生產(chǎn)料液中硫酸鈉含量控制在一定數(shù)值范圍內(nèi)，析硝母液再返回鹽蒸發(fā)工序蒸發(fā)析出硫酸鈉結(jié)晶。各生產(chǎn)廠為了使其生產(chǎn)的產(chǎn)品效益最大化，放棄粗放型生產(chǎn)模式，通過(guò)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的不斷改進(jìn)與優(yōu)化，研究生產(chǎn)高純度的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，來(lái)拓寬企業(yè)的生存空間。
2淘洗鹵水的作用
生產(chǎn)實(shí)踐證明，硫酸鈉、氯化鈉可以完全分離，但是區(qū)域間兩鈉成分要求控制穩(wěn)定，各蒸發(fā)組罐隨著溫度的變化，組罐內(nèi)兩鈉主分必須控制在這一溫度的區(qū)域內(nèi)，如果兩鈉成分超出區(qū)域控制點(diǎn)，就造成硫酸鈉、氯化鈉處于共飽和點(diǎn)，形成共析，就會(huì)導(dǎo)致硫酸鈉、氯化鈉產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定，影響硫酸鈉、氯化鈉的純度。為了解決這一難題，利用硫酸鈉、氯化鈉溶解特性，控制硝漿NaCl含量、鹽漿Na2SO4含量，來(lái)穩(wěn)定硫酸鈉、氯化鈉產(chǎn)品質(zhì)量。在真空制硝、制鹽生產(chǎn)過(guò)程中，蒸發(fā)結(jié)晶器底部通常設(shè)置有鹽腿，鹽腿起到集鹽、分級(jí)、洗滌、回溶可溶性雜質(zhì)、冷卻等作用，是提高鹽的品質(zhì)、降低制鹽系統(tǒng)能耗的關(guān)鍵部件之一。生產(chǎn)過(guò)程中的淘洗主要是用原料鹵水控制其集晶區(qū)域料液中兩鈉成分，利用淘洗鹵水阻隔蒸發(fā)器中的過(guò)飽和料液進(jìn)入晶漿系統(tǒng)，使排出的硝漿、鹽漿在晶漿桶中處于順逆溶狀態(tài)。調(diào)整硝漿、鹽漿中硫酸鈉、氯化鈉成分比，控制這一溫度區(qū)域間飽和度，溶解蒸發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生可溶性雜質(zhì)。淘洗方式：利用精制鹵水在晶漿桶中洗涮結(jié)晶表層雜質(zhì)，調(diào)節(jié)排漿液飽和度。用調(diào)節(jié)好的淘洗液泵入集晶區(qū)（硝腿、鹽腿）阻隔蒸發(fā)器中過(guò)飽和料液進(jìn)入晶漿桶，在這一區(qū)域內(nèi)冷卻鹽漿、硝漿，洗滌產(chǎn)品晶體的雜質(zhì)，將細(xì)小結(jié)晶體返回蒸發(fā)中。用高主分含量鹵水在結(jié)晶脫水時(shí)置換濕結(jié)晶體表層附帶的飽和溶液，提高產(chǎn)品純度。
鹵水淘洗鹵水主要是制硝、制鹽清液及凈化后的精制鹵混合液，淘洗液接近或達(dá)到飽和度。淘洗液用泵送至各效集晶器冷卻鹽漿、硝漿，洗滌產(chǎn)品晶體的雜質(zhì)，將細(xì)小結(jié)晶體返送回蒸發(fā)室。主要是利用淘洗液盡量提高硝產(chǎn)品、鹽產(chǎn)品純度，降低硝、鹽產(chǎn)品中可溶雜質(zhì)（如硫酸鹽、碳酸鹽等）的濃度。淘洗液泵入集晶器內(nèi)，調(diào)節(jié)好排硝漿、鹽漿與淘洗液流量比。集晶器一般設(shè)計(jì)為圓形筒體，淘洗液從集晶器底部進(jìn)入向上流動(dòng)，該流動(dòng)速度影響結(jié)晶的純度和粒徑分布，淘洗液在結(jié)晶器間隙向上流動(dòng)，結(jié)晶顆粒比重大于料液，沉降集晶器底部，而淘洗液在結(jié)晶器內(nèi)上升力大于結(jié)晶沉降流速時(shí)會(huì)導(dǎo)致晶體隨母液返回蒸發(fā)室中，這樣就影響生產(chǎn)效率。鹵水我國(guó)引進(jìn)的多套鹽、硝聯(lián)產(chǎn)裝置，無(wú)論是硝系統(tǒng)還是鹽系統(tǒng)，蒸發(fā)罐底部均設(shè)有產(chǎn)品淘洗腿，從各套裝置的運(yùn)行情況看，均達(dá)到了設(shè)計(jì)的預(yù)期目的。硝腿淘洗鹵水來(lái)自凈化后的精制鹵水及硝漿清液，溫度一般控制在50℃以上，排出的硝漿量與淘洗量的體積比大于1∶1.2，排出的硝漿溫度約60℃左右。鹽腿淘洗液來(lái)自制鹽清液及鹽漿離心甩后液，溫度控制在45℃左右，排出鹽漿量與淘洗液的體積比為1∶1.5，硝腿、鹽腿用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)、流量計(jì)顯示流量，實(shí)際生產(chǎn)可根據(jù)排料量來(lái)調(diào)節(jié)淘洗量。淘洗液還可降低排漿溫度并使結(jié)晶器的結(jié)晶處于懸浮狀態(tài)，利于結(jié)晶體排出。提高硝質(zhì)、鹽質(zhì)、降低排液溫度晶體與溶液的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可以消除晶面上溶液飽和度的差別，使溶液不易產(chǎn)生包裹體，可減少晶面附近擴(kuò)散層的厚度，使雜質(zhì)不易進(jìn)入晶體。在生產(chǎn)中，各效淘洗鹵水的溫度均控制在55℃左右，使淘洗液在集晶容器處，在硝工序中能置換出鹽含量較高的母液（如果硝漿中混有少量結(jié)晶鹽也可起到回溶鹽的作用，在鹽工序中也可以起到回溶細(xì)小硝結(jié)晶的作用）、鹽工序置換出含量較高的硫酸鈉母液，然后隨硝漿、鹽漿排出，有效的控制集晶區(qū)域間的硫酸鈉、氯化鈉含量，使這一區(qū)域間兩鈉含量偏離共析點(diǎn)，而且各效排出的料液溫度基本一致。避免了分效排硝、排鹽生產(chǎn)裝置的熱能損失。增強(qiáng)顆粒的流動(dòng)性在鹽腿下部的位置設(shè)計(jì)淘洗鹵水進(jìn)口，淘洗鹵水從鹽腿下部進(jìn)入，上部連續(xù)沉降固體顆粒，固體顆粒懸浮運(yùn)動(dòng)的液體叫做“沸騰床”，可以大大強(qiáng)化流體和固體顆粒之間的作用，提高過(guò)程的傳熱傳質(zhì)效率，強(qiáng)化生產(chǎn)，床層溫度均勻，便于控制，鹽漿的轉(zhuǎn)移或輸送更方便。
3結(jié)論
通過(guò)淘洗推動(dòng)溶液的運(yùn)動(dòng)，即通過(guò)晶體對(duì)溶液的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，各個(gè)原始晶體可以與更多溶質(zhì)分子接觸，可大大提高結(jié)晶效率；當(dāng)溶液的過(guò)飽和度較低時(shí)，小的晶體被溶解，大晶體則不斷成長(zhǎng)并使晶體外形更加完好，結(jié)晶器即硝腿、鹽腿利用晶體的再結(jié)晶原理而使結(jié)晶“最后熟化”，使結(jié)晶顆粒數(shù)目下降，粒徑提高，達(dá)到一定的粒徑要求，提高了結(jié)晶的效率。利用淘洗控制提高產(chǎn)品純度，確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性與安全性，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益量大化。
作者：王夢(mèng)潔 呂新民 單位：江蘇瑞洪鹽化工股份有限公司鹵水分廠