真空制鹽五穩(wěn)定中固液比對硫酸鈉型鹽的影響

真空制鹽五穩(wěn)定中固液比對硫酸鈉型鹽的影響

1產品質量分析中鹽東興鹽化工有限公司于20世紀90年代竣工，擁有10萬噸真空鹽產品。1995年3萬t/a安徽江淮精制鹽廠并入該公司。兩條生產線產品質量均能達到優(yōu)、一級品以上,1998年11月年產20萬t,二期擴建工程也順利建成投產,自此產品質量一直呈下降趨勢。經分析研究,影響鹽質的關鍵因素是原料鹵水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。對于硫酸鈉型鹵水真空制鹽行業(yè)來說,引進新工藝、新設備,可以使鹽產品質量提高取得一定成效。但挖掘老工藝、老設備潛力,優(yōu)化操作管理提高鹽產品質量仍有文章可做。2臥式洗鹽+鹽硝聯(lián)產系統(tǒng)三套真空制鹽系統(tǒng)均采用平流進料、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,經旋流器增濃后進入立式洗鹽器內,用原鹵進行逆流洗滌,洗滌后鹽漿再經旋流器增濃后進入HR-500雙級推料離心機脫水,濕鹽進入沸騰干燥床干燥,然后經振動篩分離大塊鹽后去成品鹽包裝車間。由于設計初期鹵水中硫酸鈉含量較低,因此沒考慮臥式洗鹽裝置和鹽硝聯(lián)產裝置。工藝流程再做改動耗時較長,困難較大。要想在短時間內提高鹽質,只有從挖掘設備潛力,優(yōu)化操作管理上下工夫。3優(yōu)化設備潛力，優(yōu)化操作管理3.1罐內固液比濃度對鹽結晶生長的影響從所周知,“真空制鹽”五穩(wěn)定中各效罐內固液比的穩(wěn)定擺在相當重要的位置,它是確保生產連續(xù)穩(wěn)定的基礎。同時它還直接或間接對其余四個穩(wěn)定因素有重要影響。因此只有保證各效罐內固液比的穩(wěn)定,才能有穩(wěn)定的產量和質量。同時各效罐內固液比控制范圍的選擇各個廠家也都尤為重視,因為,固液比范圍的選擇直接影響到產量和質量的高低。固液比控制過高對設備腐蝕加快,鹽的粒徑下降,但它有利于提高產量和減輕加熱管結垢。固液比控制過低,則反之。同時鹽粒徑的大小又是成品鹽質量高低的一個重要標志,粒徑越大,鹽質量越高,粒徑越小,鹽質越低。日本人川手英男做過“罐內固液比濃度對鹽結晶的影響”的試驗和研究,得出:“固液比濃度與結晶成長速率是有較強的反比關系。固液比濃度與晶核成長速率成正比關系”的結論,并繪制了關系圖(見圖1、圖2)同時川手英男還做了結晶粒徑與均勻度的研究,得出:“結晶粒徑增大,粒度分布的均勻度下降”。圖1、圖2中兩條直線的相交點是結晶成長速度,晶核生長速度與固液比濃度平衡點,該點固液比濃度為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可以看出此時結晶成長速率較慢,而晶核生長速度較大,這對生產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20萬t/a制鹽車間各效蒸發(fā)罐內固液比濃度做了試驗性控制。經過大半年的摸索對比,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效加熱管結垢,有利于防止Na2SO4在Ⅲ、Ⅳ效大量富集而影響鹽質和傳熱,有利于加快Ⅲ、Ⅳ效罐內鹽粒結晶成長速度且限制Ⅲ、Ⅳ效罐內晶核生長速度,提高了鹽質,增加了產量。總之在蒸發(fā)結晶裝置的操作中,固液比濃度是必須加以控制的,也是調整產量、質量的有效措施。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提高鹽質,而兌鹵降溫、回溶芒硝則是提高芒硝型鹵水鹽質的主要手段。因為鹵水在循環(huán)蒸發(fā)濃縮結晶的過程中,芒硝也會不斷濃縮結晶析出,并且隨鹽漿一起被排出而影響鹽質。這時只有通過立式洗鹽的操作來去除鹽漿中的固體芒硝了。立式洗鹽器的洗鹽機理是NaCl—Na2SO4—H2O三元體系相圖原理、結晶學原理和流體力學原理的綜合體現(xiàn)。被洗滌的鹽漿與原鹵經過混合降溫、回溶、浮選三個工藝過程,其中大部分的Na2SO4晶體被分離出來,從而達到提高成品鹽質量的目的。在立式洗鹽器的操作中關鍵是兌鹵量的控制。兌鹵量的大小直接關系到成品鹽質量的高低。理論上講兌鹵量越大,回溶和浮選效果越好,洗鹽質量越高,成品鹽質量越好。其實不然在實際生產過程中,兌鹵量并不能盲目增大,它會受到整個制鹽生產的限制。兌鹵量過大,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;二是洗滌后鹽漿的固液比不易控制,會造成離心機濕鹽含水量超標。反之則會造成回溶,洗滌不完全,芒硝會繼續(xù)夾雜在鹽漿中,達不到提高鹽質的目的,因此一定要根據(jù)Ⅳ效排鹽量和排鹽溫度,適當控制兌鹵量。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、產鹽量、母液量進行測算。根據(jù)該礦20萬t/a制鹽車間對洗鹽兌鹵量的測算,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下降的根本原因是罐內Na2SO4的富集、濃縮、結晶,罐內固液比的控制和兌鹵洗鹽均不能從根本上解決成品鹽質量上的問題。因此,要想從根本上提高鹽質,就必須嚴格限制罐內芒硝的含量。通過對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(Ⅳ效罐內料液溫度),Na2SO4溶解度在60g/L～73g/L。也就是說在正常生產過程中只要Ⅳ效罐內Na2SO4不高于60g/L,就不會有結晶析出,就能保證鹽質合格。即使Ⅳ效罐內Na2SO4含量達到75g/L時,由于Na2SO4的過飽和介穩(wěn)定性,也只有少量芒硝析出,通過適當兌鹵洗鹽就能確保鹽質合格。通過對1999年6月～12月成品鹽NaCl含量與Ⅳ效罐內Na2SO4含量關系的研究,也證實了,只要Ⅳ效罐內Na2SO4含量控制在75g/L以下,成品鹽NaCl含量就能達到98.5%以上。而對Ⅳ效罐內Na2SO4的控制通過母液適當排放即可。3.4保證旋流器分離質量適當增大引風量,盡量帶走干燥床內細顆粒鹽和硝;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,保證離心機正常脫水和分離細顆粒鹽的效果;嚴格執(zhí)行真空制鹽五穩(wěn)定。提高芒硝型鹵水鹽質的方法還很多,在此不一一敘述。4提高