王緒前

(連云港工投集團(tuán) 日曬制鹽有限公司，江蘇 連云港 222227)

1 前言

近些年，連云港工投集團(tuán)日曬制鹽有限公司(以下簡稱“公司”)用淮陰地區(qū)地下礦鹵日曬工業(yè)鹽(以下簡稱“礦鹵鹽”)的工藝不斷發(fā)展和完善，產(chǎn)品質(zhì)量趨于穩(wěn)定，大部分達(dá)到GB/T5462-2015《工業(yè)鹽》國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的日曬工業(yè)鹽優(yōu)級鹽標(biāo)準(zhǔn)，但受行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量和銷售價格競爭壓力的影響，部分氯堿企業(yè)對日曬工業(yè)鹽提出更高的質(zhì)量要求：氯化鈉含純不低于96%；鈣離子含量不高于0.13%；鎂離子含量不高于0.1%；硫酸根含量不高于0.3%。針對公司現(xiàn)時生產(chǎn)的礦鹵鹽鈣、硫酸根離子含量偏高于部分用戶的要求，筆者擬改進(jìn)結(jié)晶工藝，以進(jìn)一步提高礦鹵鹽品質(zhì)，更好地滿足市場需求。

2 結(jié)晶工藝現(xiàn)狀

2.1 灘田簡況

公司30個生產(chǎn)單元有序布置在同一區(qū)域，各生產(chǎn)單元均為對口灘型，相鄰的以公溝(落鹵溝)為界;有塑苫池31塊，深洼1塊，每塊池面積6 000 m2;生產(chǎn)、管理相對獨立。灘形示意圖見圖1。

圖1 生產(chǎn)單元灘形示意圖Fig.1 The diagram of production unit

2.2 工藝流程

采用上卡下撤法二級分段結(jié)晶，一般礦鹵經(jīng)屯鹵臺(調(diào)節(jié)池)澄清，并蒸發(fā)至飽和后，利用各步池底面高程落差，采用對口錯角，依次自然灌入一、二、三步結(jié)晶池結(jié)晶，第三步結(jié)晶池鹵水硫酸根含量達(dá)到30 g/L～35 g/L時排到深洼,用氯化鈣溶液降低母液中的硫酸根(以下簡稱“除硫”),再與新鹵混合灌池、結(jié)晶,生產(chǎn)工藝流程見圖2。

圖2 上卡下撤法分段結(jié)晶工藝流程(循環(huán)使用母液)Fig.2 Sectional crystallization process

2.3 存在的主要問題及原因

各生產(chǎn)單元內(nèi)循環(huán)使用結(jié)晶母液, 新礦鹵、母液混合析出的礦鹵鹽一般鈣離子含量不高于0.15%,硫酸根含量不高于0.4%。

飽和礦鹵皿內(nèi)自然蒸發(fā)濃縮析鹽試驗中(數(shù)據(jù)見表1),其它結(jié)晶條件相近，因除硫后母液、新礦鹵質(zhì)量不同，二者析鹽質(zhì)量存在差距。除硫后母液初始鈣離子含量高于0.6 g/L時，鈣離子含量越高，析鹽中氯化鈉含量越低，鈣、硫酸根離子含量也相對高。新、老礦鹵混合，分曬不徹底，結(jié)晶鹵水質(zhì)量整體下降，是公司生產(chǎn)的礦鹵鹽鈣、硫酸根含量偏高的主要原因之一。

表1 礦鹵皿內(nèi)自然蒸發(fā)濃縮析鹽質(zhì)量Tab.1 Quality of salt precipitation by hatural evaporation and concentration in brine dishes

新礦鹵飽和時，鈣、硫酸根離子含量分別約為0.5 g/L、14 g/L,除硫降低母液中硫酸根含量同時，卻增加了鈣離子含量，一般剛除硫的飽和母液中鈣離子或硫酸根含量至少有一項高于飽和新礦鹵，未飽和礦鹵灌池，特別是除硫后母液鈣離子含量較高灌池，會造成池內(nèi)礦鹵鹽鈣、硫酸根離子含量同時增加。結(jié)晶鹵水硫酸根含量高，特別當(dāng)高于35 g/L，有硫酸鈉析出時，更易增加礦鹵鹽中硫酸根含量。

新礦鹵飽和時，鎂離子含量為0.07 g/L左右。此外，生產(chǎn)單元每年使用海水泡化被撤換下來的結(jié)晶池爛鹽池板、管道收鹽產(chǎn)生的粉鹽及利用屯鹵臺、副癝基等蒸發(fā)制鹵，制取的飽和鹵灌池，增加結(jié)晶鹵水中鎂離子含量。年復(fù)一年循環(huán)使用母液，結(jié)晶鹵水中鎂離子逐年富集，礦鹵鹽含鎂量也將逐年增加。

結(jié)晶池建在泥質(zhì)土壤上，礦鹵結(jié)晶過程遭受土壤顆粒及空氣降塵等污染，懸浮物、不溶物含量增加，且不能隨結(jié)晶母液排放到生產(chǎn)單元外，結(jié)晶鹵水不溶物含量高，不僅晶體的不溶物含量高，而且可溶物、水分也增加。

3 工藝改進(jìn)

3.1 工藝流程

相鄰若干個生產(chǎn)單元為片，片內(nèi)采取定點與上卡下撤相結(jié)合分段結(jié)晶工藝，即片內(nèi)以一定結(jié)晶面積比例，按是否循環(huán)使用除硫后母液，分為新鹵生產(chǎn)單元、混合鹵生產(chǎn)單元，而各生產(chǎn)單元內(nèi)使飽和礦鹵按不同濃度(主要為硫酸根含量)進(jìn)行分段結(jié)晶。新鹵生產(chǎn)單元只使用新鹵灌池，結(jié)晶產(chǎn)生的母液輸送到混合鹵生產(chǎn)單元再結(jié)晶，混合鹵生產(chǎn)單元循環(huán)使用母液。在一年的結(jié)晶過程中，新鹵、混合鹵生產(chǎn)單元，或生產(chǎn)單元內(nèi)的一、二級池相對固定。

3.2 定點分段結(jié)晶面積比例及灘田設(shè)備條件分析

新鹵、混合鹵生產(chǎn)單元灌池分別只使用新鹵、母液，結(jié)晶鹵水深度相同，始終硫酸根含量分別為14 g/L、35 g/L，忽略結(jié)晶池滲透及降水蓋布鹵水損耗等條件下，估算定點分段結(jié)晶面積比例為3 ∶2。實際生產(chǎn)中應(yīng)結(jié)合灘田結(jié)構(gòu)、氣象、結(jié)晶鹵水始終硫酸根含量及深度等條件合理掌握。混合鹵生產(chǎn)單元可適量使用新礦鹵灌池，其面積可適當(dāng)大于按比例估算的面積。

生產(chǎn)單元現(xiàn)有的排淡、落鹵、輸鹵專用溝道；土塘、深洼、屯鹵臺儲鹵設(shè)備；固定和流動機(jī)泵等，基本滿足生產(chǎn)單元內(nèi)進(jìn)排鹵、排淡、咸水回收、儲鹵、澄清鹵、蒸發(fā)制鹵、除硫等需求，但新鹵生產(chǎn)單元向混合鹵生產(chǎn)單元以明渠輸送母液，如輸送距離過長或輸送鹵量過多，現(xiàn)有渠道、儲鹵設(shè)備、機(jī)泵等難以配套、協(xié)調(diào)使用。片內(nèi)生產(chǎn)單元數(shù)越多，人員越多，生產(chǎn)調(diào)度越不便，生產(chǎn)管理難度加大。

綜合考量，擬定相鄰兩個生產(chǎn)單元為一片，片內(nèi)生產(chǎn)、管理統(tǒng)一。定點分段結(jié)晶工藝見圖3，上卡下撤分段結(jié)晶見圖2(新鹵生產(chǎn)單元母液輸出)。

圖3 定點分段結(jié)晶工藝流程Fig.3 Fixed-point stepwise crystallization process

3.3 預(yù)期效果

新鹵生產(chǎn)單元新、老鹵嚴(yán)格分開，不相混合，可保證結(jié)晶鹵水質(zhì)量，從而提高礦鹵鹽質(zhì)量。新、混合鹵分別固定在特定生產(chǎn)單元曬鹽，使不同質(zhì)量礦鹵鹽，在不同段落的生產(chǎn)單元產(chǎn)出，質(zhì)量自然分級，好鹽、次鹽不相混合，利于按等歸坨，按等放銷，為不同用途提供相應(yīng)質(zhì)量礦鹵鹽，實現(xiàn)產(chǎn)銷對口。

3.4 操作基本要求

3.4.1 確認(rèn)分曬級別，建立分曬秩序

定點分段結(jié)晶的片區(qū)要固定下來，明確片區(qū)內(nèi)曬新，混合鹵的生產(chǎn)單元。春初、秋末或扒鹽期等，有目的做好換、并、排鹵及除硫，為分段結(jié)晶打好基礎(chǔ)。

3.4.2 合理控制結(jié)晶鹵水始終質(zhì)量

礦鹵在屯鹵臺澄清,并蒸發(fā)至漂花灌池或加鹵。澄清過程中,為防止結(jié)晶,加速澄清,可以續(xù)入低濃度鹵水,而在混合鹵生產(chǎn)單元不宜為此續(xù)入過多新礦鹵，一般除硫后母液(或與新鹵混合)灌池前鈣離子含量低于0.6 g/L，硫酸根含量低于18 g/L。

結(jié)晶鹵水終止硫酸根含量宜控制在30 g/L～35 g/L，如過低甩撤。一方面，礦鹵當(dāng)次結(jié)晶過程時間過短，氯化鈉析出率低，增加換鹵頻次，礦鹵蹲不住步，易造成礦鹵鹽鈣、硫酸根離子增加；另一方面，因母液體積相對大，除硫后母液中鈣離子總量易相對增加，對下一結(jié)晶過程析鹽質(zhì)量不利。

3.4.3 調(diào)節(jié)結(jié)晶鹵水，促進(jìn)各段鹵水供需平衡

在全年物料平衡、量鹵灌池的原則下，保證旺季結(jié)晶鹵水適宜深度。在結(jié)晶鹵水缺乏，結(jié)晶鹵水深度過淺時，做好結(jié)晶池鹵水換、并、排、除硫，不能將新礦鹵或剛除硫混合鹵平描到結(jié)晶池中。新鹵生產(chǎn)單元優(yōu)先以新礦鹵灌池，當(dāng)結(jié)晶鹵水終止硫酸根濃度低于30 g/L，或雖高于30 g/L，但暫時除硫困難，而混合鹵生產(chǎn)單元鹵水深度難滿足塑苫條件時，混合鹵生產(chǎn)單元可適當(dāng)用新礦鹵灌池。在結(jié)晶鹵水充足，或新鹵生產(chǎn)單元較混合鹵生產(chǎn)單元結(jié)晶面積相對偏小時，可采取結(jié)晶鹵水終止硫酸根含量，新鹵生產(chǎn)單元較混合鹵生產(chǎn)單元適當(dāng)降低；結(jié)晶鹵水深度混合鹵生產(chǎn)單元較新鹵生產(chǎn)單元適當(dāng)增加；新礦鹵適當(dāng)向混合鹵生產(chǎn)單元灌池。

冬季各結(jié)晶池需儲存飽和鹵水，以備旺產(chǎn)季節(jié)結(jié)晶需求，新鹵生產(chǎn)單元儲鹵己足情況下，混合鹵生產(chǎn)單元也最大限度儲存鹵水。來年春季，混合鹵生產(chǎn)單元儲存的高質(zhì)量鹵水要有計劃地向新鹵生產(chǎn)單元輸送。

3.4.4 嚴(yán)格執(zhí)行各項生產(chǎn)操作規(guī)程

分段結(jié)晶是實現(xiàn)新、深、長的一具體手段，而灘田維修、除硫、活碴、除混、收鹽、堆坨等各項生產(chǎn)管理必須抓好，才能實現(xiàn)礦鹵鹽優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。

4 小結(jié)

改進(jìn)的工藝能使礦鹵鹽好、次不相混合，利于進(jìn)一步提升礦鹵鹽品質(zhì)，但工藝技術(shù)性較強(qiáng)，操作要求嚴(yán)，并需要灘田設(shè)備能滿足要求，故需先選點試驗，待工藝完善，并取得效益后逐步推廣。