張建波，段東山

（山西榆社化工股份有限公司，山西 晉中 031800）

原鹽中的鋁對電解槽電壓的影響

張建波，段東山

（山西榆社化工股份有限公司，山西 晉中 031800）

對鹽水中的鋁元素超標造成電解槽電壓升高的原因進行了分析，并且針對鋁元素的特殊性做了解決辦法。

鹽水；鋁元素超標；電解槽；電壓

山西榆社化工股份有限公司現(xiàn)有 28萬t/a燒堿、32萬t/a PVC樹脂及多種精細化產(chǎn)品。其中，28萬t/a燒堿分為2個分廠，一期、二期在一個分廠，三期在另一個分廠。

一次鹽水工序的主要目的是將原鹽中的鈣、鎂等雜質(zhì)去除，制得合格的鹽水供電解工序使用。

1　鹽水各項指標合格時電解槽運行情況

該公司電化二廠一、二期分別使用日本氯工程BiTAC—853和BaTAC—867電解槽，分別于2007年 3月與7月投入運行，2013年 6月開始進行零極距改造，改造完成后運行指標情況見表1。

表1　零極距改造后運行指標情況

2　使用原鹽中鋁含量高的鹽水后電槽運行情況

2014年2月11日晚23點，該公司電化二廠一、二期電槽同時出現(xiàn)電壓上漲趨勢，并且上升幅度逐漸加大。到2月13日，一期每個回路2臺電槽上升電壓高達5 V左右，二期每個回路2臺電槽上升電壓高達8 V左右；到2月18日，二期每個回路2臺電槽上升電壓高達14 V左右，一期每個回路2臺電槽上升電壓高達28 V左右。

首先，將每天的ICP分析的二次鹽水樣進行了比對，發(fā)現(xiàn)二次鹽水中的鋁和硅比之前的數(shù)據(jù)略有增加外，其他各項均無變化，但是鋁和硅的數(shù)據(jù)還在指標范圍內(nèi)。分析認為，可能是鹽水成分的問題，特別是發(fā)現(xiàn)二次鹽水的樹脂塔運行的首塔最上層有乳白色的板結(jié)物，通過多次分析后確認是鋁的結(jié)晶物。

針對電解槽的電壓及樹脂塔的結(jié)晶物，將一次鹽水，二次鹽水及出槽淡鹽水送樣到附近同行業(yè)及上海華申、旭硝子公司進行了鹽水分析比對，通過比對發(fā)現(xiàn)；分析數(shù)據(jù)中鋁元素結(jié)果不一樣，已經(jīng)嚴重超標，通過與ICP機廠家技術(shù)人員進行溝通，進行了鋁元素曲線調(diào)節(jié)。鋁元素超標后的電槽運行數(shù)據(jù)見表2，鹽水正常時二次鹽水ICP分析結(jié)果見表3。

表2　鋁元素超標后的電槽運行數(shù)據(jù)

表3　鹽水正常時二次鹽水ICP分析結(jié)果

表4　鹽水不正常時的二次鹽水ICP分析結(jié)果

3　原因分析

經(jīng)分析認為，造成鋁超標的原因如下：（1）春節(jié)前的原鹽準備工作沒有做好，為了應急，沒有把好運輸關(guān)和原鹽進廠分析化驗關(guān)而導致一次鹽水中鋁元素超標；（2）由于鋁元素的特殊性質(zhì)在一次鹽水中難以去除。

氧化鋁為一種白色無定形粉末，為典型的兩性氧化物。

與酸反應：Al2O3+6H=2Al3++3H2O

與堿反應：Al2O3+2OH-=2AlO-2+H2O

氫氧化鋁則是一種難溶于水的白色膠狀物 （在水溶液中形成時），也是一典型的二性氫氧化物。既是弱酸也是弱堿。

與酸反應：Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O

與堿反應：Al（OH）3+OH-=AlO-2+2H2O

通過以上反應不難看出，在現(xiàn)有的離子膜燒堿工藝中很難除去鹽水中的鋁。因為在一次鹽水中除去鈣、鎂離子需要分別加入純堿和燒堿，pH值要控制在10.5~11.5，鎂才可以沉淀完全，而此時鋁則以AlO2的形式混入鹽水中。在二次鹽水中，pH值控制在8.5~9.5，此時也不能除去AlO2或Al（OH）3。

如果Al（OH）3膠體進入電解槽后會附著在離子膜上，造成膜電壓升高，電耗升高。并且升高的幅度與Al（OH）3膠體在鹽水中的量成正比例。所以必須在一次鹽水中將鋁除去，以免造成影響。

4　解決辦法

在出現(xiàn)電解槽運行電壓上升且幅度較大時，分析原因，在確認是原鹽中的鋁含量高而造成的以后，與離子膜廠家、電解槽廠家、二次鹽水使用的樹脂廠家等技術(shù)人員進行了咨詢。同時，采取了計劃停車進行鹽水置換的辦法進行了處理。使用這一辦法處理后的電槽電壓在運行2個班后又回復在未停車時的電壓狀況，這說明停車進行鹽水置換的辦法不能從根本上解決問題。處理鹽水中鋁元素超標問題，必須從根源做起，所以對原鹽的進入渠道進行了認真的考核把關(guān)，并且對運輸車輛的要求做了更明確的規(guī)定。

針對鋁元素的特殊性，在一次鹽水工序進行了指標的臨時調(diào)整，在保證一次鹽水中的鈣、鎂離子指標合格的前提下將二堿的過堿量降到最低，同時，在配水罐及鹽泥壓濾工序做了大量的工作，通過調(diào)節(jié)pH值，將化鹽水中的鋁轉(zhuǎn)化成氫氧化鋁沉淀，然后通過鹽泥帶走。在穩(wěn)定運行一段時間后又進行了一次計劃停車，將系統(tǒng)中的鋁含量高的淡鹽水進行徹底置換，保證了電解槽的正常穩(wěn)定運行。

Effect of aluminum on electrolytic cell voltage

ZHANG Jian-bo，DUAN Dong-shan
（Shanxi Yushe Chemical Co.,Ltd.,Yushe 031800，China）

The reasons for the increase of the voltage of the electrolytic tank caused by excessive aluminum elements in brine are analyzed，and the solution to the particularity of aluminum elements was analyzed.

brine；aluminum；electrolytic tank；voltage

TQ114.26

B

1009－1785(2016)11-0007-02

2016-05-05