真空制鹽五穩(wěn)定中固液比對(duì)硫酸鈉型鹽的影響

真空制鹽五穩(wěn)定中固液比對(duì)硫酸鈉型鹽的影響

1產(chǎn)品質(zhì)量分析中鹽東興鹽化工有限公司于20世紀(jì)90年代竣工，擁有10萬(wàn)噸真空鹽產(chǎn)品。1995年3萬(wàn)t/a安徽江淮精制鹽廠并入該公司。兩條生產(chǎn)線產(chǎn)品質(zhì)量均能達(dá)到優(yōu)、一級(jí)品以上,1998年11月年產(chǎn)20萬(wàn)t,二期擴(kuò)建工程也順利建成投產(chǎn),自此產(chǎn)品質(zhì)量一直呈下降趨勢(shì)。經(jīng)分析研究,影響鹽質(zhì)的關(guān)鍵因素是原料鹵水Na2SO4含量上升所造成的。表1列出該公司1998年以前和1999年以后原鹵組成。對(duì)于硫酸鈉型鹵水真空制鹽行業(yè)來(lái)說(shuō),引進(jìn)新工藝、新設(shè)備,可以使鹽產(chǎn)品質(zhì)量提高取得一定成效。但挖掘老工藝、老設(shè)備潛力,優(yōu)化操作管理提高鹽產(chǎn)品質(zhì)量仍有文章可做。2臥式洗鹽+鹽硝聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)三套真空制鹽系統(tǒng)均采用平流進(jìn)料、順流排鹽、石膏晶種防垢、四效“真空蒸發(fā)”制鹽。鹽漿從Ⅳ效鹽腳集中排出,經(jīng)旋流器增濃后進(jìn)入立式洗鹽器內(nèi),用原鹵進(jìn)行逆流洗滌,洗滌后鹽漿再經(jīng)旋流器增濃后進(jìn)入HR-500雙級(jí)推料離心機(jī)脫水,濕鹽進(jìn)入沸騰干燥床干燥,然后經(jīng)振動(dòng)篩分離大塊鹽后去成品鹽包裝車間。由于設(shè)計(jì)初期鹵水中硫酸鈉含量較低,因此沒(méi)考慮臥式洗鹽裝置和鹽硝聯(lián)產(chǎn)裝置。工藝流程再做改動(dòng)耗時(shí)較長(zhǎng),困難較大。要想在短時(shí)間內(nèi)提高鹽質(zhì),只有從挖掘設(shè)備潛力,優(yōu)化操作管理上下工夫。3優(yōu)化設(shè)備潛力，優(yōu)化操作管理3.1罐內(nèi)固液比濃度對(duì)鹽結(jié)晶生長(zhǎng)的影響從所周知,“真空制鹽”五穩(wěn)定中各效罐內(nèi)固液比的穩(wěn)定擺在相當(dāng)重要的位置,它是確保生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定的基礎(chǔ)。同時(shí)它還直接或間接對(duì)其余四個(gè)穩(wěn)定因素有重要影響。因此只有保證各效罐內(nèi)固液比的穩(wěn)定,才能有穩(wěn)定的產(chǎn)量和質(zhì)量。同時(shí)各效罐內(nèi)固液比控制范圍的選擇各個(gè)廠家也都尤為重視,因?yàn)?固液比范圍的選擇直接影響到產(chǎn)量和質(zhì)量的高低。固液比控制過(guò)高對(duì)設(shè)備腐蝕加快,鹽的粒徑下降,但它有利于提高產(chǎn)量和減輕加熱管結(jié)垢。固液比控制過(guò)低,則反之。同時(shí)鹽粒徑的大小又是成品鹽質(zhì)量高低的一個(gè)重要標(biāo)志,粒徑越大,鹽質(zhì)量越高,粒徑越小,鹽質(zhì)越低。日本人川手英男做過(guò)“罐內(nèi)固液比濃度對(duì)鹽結(jié)晶的影響”的試驗(yàn)和研究,得出:“固液比濃度與結(jié)晶成長(zhǎng)速率是有較強(qiáng)的反比關(guān)系。固液比濃度與晶核成長(zhǎng)速率成正比關(guān)系”的結(jié)論,并繪制了關(guān)系圖(見(jiàn)圖1、圖2)同時(shí)川手英男還做了結(jié)晶粒徑與均勻度的研究,得出:“結(jié)晶粒徑增大,粒度分布的均勻度下降”。圖1、圖2中兩條直線的相交點(diǎn)是結(jié)晶成長(zhǎng)速度,晶核生長(zhǎng)速度與固液比濃度平衡點(diǎn),該點(diǎn)固液比濃度為30%左右,因此各效罐固液比控制在30%左右較合適。由于順流排鹽工藝的特點(diǎn)是鹽漿集中從Ⅳ效排出,所以傳統(tǒng)的操作是Ⅳ效固液比濃度控制較高在40%左右,從圖1、圖2可以看出此時(shí)結(jié)晶成長(zhǎng)速率較慢,而晶核生長(zhǎng)速度較大,這對(duì)生產(chǎn)出顆粒較大的鹽十分不利。因此,為了獲得粒徑較大且均勻的鹽漿,必須降低Ⅵ效固液比濃度。但是控制在多大固液比濃度適宜呢?對(duì)20萬(wàn)t/a制鹽車間各效蒸發(fā)罐內(nèi)固液比濃度做了試驗(yàn)性控制。經(jīng)過(guò)大半年的摸索對(duì)比,最后選定Ⅲ、Ⅳ效固液比濃度分別為20%、15%左右。這樣該礦20萬(wàn)t/a真空制鹽車間各效罐固液化濃度分別(30±5)%、(30±5)%、(20±5)%、(15±5)%,這種控制方式改變了原來(lái)Ⅰ、Ⅱ效固液比濃度只有20%左右甚至更低,而Ⅳ效固液比較高,達(dá)到40%左右的控制方式。這種控制方式有利于減輕Ⅰ、Ⅱ效加熱管結(jié)垢,有利于防止Na2SO4在Ⅲ、Ⅳ效大量富集而影響鹽質(zhì)和傳熱,有利于加快Ⅲ、Ⅳ效罐內(nèi)鹽粒結(jié)晶成長(zhǎng)速度且限制Ⅲ、Ⅳ效罐內(nèi)晶核生長(zhǎng)速度,提高了鹽質(zhì),增加了產(chǎn)量?？傊谡舭l(fā)結(jié)晶裝置的操作中,固液比濃度是必須加以控制的,也是調(diào)整產(chǎn)量、質(zhì)量的有效措施。3.2立式洗鹽器的基本原理固液比的控制能從粒徑和均勻度的增加上來(lái)提高鹽質(zhì),而兌鹵降溫、回溶芒硝則是提高芒硝型鹵水鹽質(zhì)的主要手段。因?yàn)辂u水在循環(huán)蒸發(fā)濃縮結(jié)晶的過(guò)程中,芒硝也會(huì)不斷濃縮結(jié)晶析出,并且隨鹽漿一起被排出而影響鹽質(zhì)。這時(shí)只有通過(guò)立式洗鹽的操作來(lái)去除鹽漿中的固體芒硝了。立式洗鹽器的洗鹽機(jī)理是NaCl—Na2SO4—H2O三元體系相圖原理、結(jié)晶學(xué)原理和流體力學(xué)原理的綜合體現(xiàn)。被洗滌的鹽漿與原鹵經(jīng)過(guò)混合降溫、回溶、浮選三個(gè)工藝過(guò)程,其中大部分的Na2SO4晶體被分離出來(lái),從而達(dá)到提高成品鹽質(zhì)量的目的。在立式洗鹽器的操作中關(guān)鍵是兌鹵量的控制。兌鹵量的大小直接關(guān)系到成品鹽質(zhì)量的高低。理論上講兌鹵量越大,回溶和浮選效果越好,洗鹽質(zhì)量越高,成品鹽質(zhì)量越好。其實(shí)不然在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,兌鹵量并不能盲目增大,它會(huì)受到整個(gè)制鹽生產(chǎn)的限制。兌鹵量過(guò)大,一是造成洗鹽系統(tǒng)母液膨脹,母液排放量增大,造成鹵水和熱量的浪費(fèi);二是洗滌后鹽漿的固液比不易控制,會(huì)造成離心機(jī)濕鹽含水量超標(biāo)。反之則會(huì)造成回溶,洗滌不完全,芒硝會(huì)繼續(xù)夾雜在鹽漿中,達(dá)不到提高鹽質(zhì)的目的,因此一定要根據(jù)Ⅳ效排鹽量和排鹽溫度,適當(dāng)控制兌鹵量。由于立式洗鹽器兌鹵管大都使用原鹵泵出口支管,因此兌鹵量的大小,可根據(jù)總供鹵量、產(chǎn)鹽量、母液量進(jìn)行測(cè)算。根據(jù)該礦20萬(wàn)t/a制鹽車間對(duì)洗鹽兌鹵量的測(cè)算,洗鹽總鹵量控制在0.5m3鹵水/t～1.0m3鹵水/t鹽(濕)較為理想。3.3s1o3-2o共飽和體系由于造成芒硝型鹵水鹽質(zhì)下降的根本原因是罐內(nèi)Na2SO4的富集、濃縮、結(jié)晶,罐內(nèi)固液比的控制和兌鹵洗鹽均不能從根本上解決成品鹽質(zhì)量上的問(wèn)題。因此,要想從根本上提高鹽質(zhì),就必須嚴(yán)格限制罐內(nèi)芒硝的含量。通過(guò)對(duì)NaCl-Na2SO4-H2O共飽和體系中NaCl、Na2SO4濃度曲線的研究發(fā)現(xiàn)料液溫度為55℃～65℃時(shí)(Ⅳ效罐內(nèi)料液溫度),Na2SO4溶解度在60g/L～73g/L。也就是說(shuō)在正常生產(chǎn)過(guò)程中只要Ⅳ效罐內(nèi)Na2SO4不高于60g/L,就不會(huì)有結(jié)晶析出,就能保證鹽質(zhì)合格。即使Ⅳ效罐內(nèi)Na2SO4含量達(dá)到75g/L時(shí),由于Na2SO4的過(guò)飽和介穩(wěn)定性,也只有少量芒硝析出,通過(guò)適當(dāng)兌鹵洗鹽就能確保鹽質(zhì)合格。通過(guò)對(duì)1999年6月～12月成品鹽NaCl含量與Ⅳ效罐內(nèi)Na2SO4含量關(guān)系的研究,也證實(shí)了,只要Ⅳ效罐內(nèi)Na2SO4含量控制在75g/L以下,成品鹽NaCl含量就能達(dá)到98.5%以上。而對(duì)Ⅳ效罐內(nèi)Na2SO4的控制通過(guò)母液適當(dāng)排放即可。3.4保證旋流器分離質(zhì)量適當(dāng)增大引風(fēng)量,盡量帶走干燥床內(nèi)細(xì)顆粒鹽和硝;合理操作旋流器,提高旋流器的分離能力;勤刷、勤清理離心機(jī),保證離心機(jī)正常脫水和分離細(xì)顆粒鹽的效果;嚴(yán)格執(zhí)行真空制鹽五穩(wěn)定。提高芒硝型鹵水鹽質(zhì)的方法還很多,在此不一一敘述。4提高