王樹成，王真松

（寧夏英力特化工股份有限公司，寧夏石嘴山 753202）

原鹽是生產燒堿最主要的化工原料，隨著中國氯堿工業(yè)的迅猛發(fā)展拉動了原鹽產銷的快速增長，燒堿原鹽消費約占原鹽總消費的48%，原鹽產品結構也得到了大幅調整，井礦鹽、湖鹽比例上升，海鹽比例下降。在燒堿生產中，原鹽使用費用約占燒堿生產成本的20%。在氯堿產能嚴重過剩、行業(yè)競爭越來越激烈的今天，降低生產成本是氯堿企業(yè)持續(xù)發(fā)展的重點工作之一，其中改善用鹽的多樣性、合理按一定比例使用原鹽也是降低燒堿生產成本的主要方法之一。

1 原鹽的性質及組成

原鹽化學名稱氯化鈉，化學分子式為NaCl，分子量為58.5，純的氯化鈉很少潮解，普通工業(yè)鹽除含NaCl外，還含有 CaCl2、MgCl2等雜質，這些雜質吸收空氣中的水分使原鹽潮解結塊，給運輸、貯存和使用帶來一定困難。根據(jù)鹽礦資源的不同，鹽可分為海鹽、湖鹽、巖鹽和井鹽。原鹽的成分主要是氯化鈉、鈣（Ca2+）、鎂（Mg2+）、硫酸根、水溶性雜質、水不溶物性雜質和水分。用于氯堿生產的原鹽含 NaCl約 94%，鈣（Ca2+）、鎂（Mg2+）含量各約0.1%～0.3%。

2 原鹽質量對離子膜燒堿生產的影響

鹽水是離子膜電解生產燒堿產品的血液，原鹽質量直接影響鹽水精制劑的消耗以及離子膜電解槽的性能等。鹽水中鈣（Ca2+）、鎂（Mg2+）、硫酸根等含量高要增加精制劑氫氧化鈉 （NaOH）、純堿（Na2CO3）的用量從而增加費用影響成本；鹽水中雜質含量特別是Mg2+/Ca2+比值，直接影響化鹽、澄清、洗泥設備的效率，如Mg2+/Ca2+比值大于2時一般澄清設備很難滿足工藝要求。

3 離子膜燒堿生產對精鹽水主要指標的要求

精鹽水控制指標：NaCl：（310±5） g/L，鈣（Ca2+）%+鎂 （Mg2+）%≤20×10-9，F(xiàn)e≤1×10-6，Ba≤0.1×10-6，SiO2≤5×10-6，Al≤0.1×10-6。

4 離子膜燒堿生產的原理

氯化鈉水溶液電解原理：在電解食鹽水溶液所使用的陽離子交換膜的膜體中有活性基團，它是由帶負電荷的固定離子SO-3、COO-，同一個帶正電荷的Na+形成靜電鍵，由于活性基團具有親水性能，而使膜在溶液中溶脹，膜體結構變松，從而造成許多微細彎曲的通道，使其活性基團中的對離子Na+可以與水溶液中的同等電荷的Na+進行交換，與此同時膜中的活性基團中的固定離子具有排斥Cl-和OH-的能力，從而獲得高純度的氫氧化鈉溶液、氫氣和氯氣。

電解槽中氯化鈉溶液發(fā)生的電解反應式如下。陽極反應：

陰極反應：

5 原料鹽的構成

寧夏英力特化工股份有限公司原料鹽供應廠家有查漢池鹽、漠河鹽、鹽橋鉀鎂鹽、青鹽和新引進的精制鹽，各種原料鹽使用情況見表1（2018年3-6月平均值）。

原鹽中主要雜質離子含量對助劑消耗及設備能力都會造成一定影響。為滿足生產需求，該公司要求原鹽中鈣鎂含量（Mg2++Ca2+）≤0.4%，硫酸根含量≤0.4%。

（1）假設1 t原鹽中含Ca2+為0.1%，則按需要消耗的純堿（Na2CO3）為 X（t）

按供應純堿（Na2CO3）規(guī)格為：98%固體，價格2 000元/t計算，每噸原鹽含Ca2+為0.1%則需消耗純堿（Na2CO3），即 0.002 7÷0.98×2 000=5.52（元/t）。

（2）假設1 t原鹽中含 Mg2+為 0.1%，則按需要消耗的氫氧化鈉（NaOH）為 Y（t）。

按氫氧化鈉（NaOH）價格1 800元/t（折百堿價格）計算，每噸原鹽含Mg2+為0.1%則需消耗助劑氫氧化鈉（NaOH）0.0033t，即 0.0033×1800=5.94（元/t）。

6 三種原鹽搭配方案使用情況（見表2）

由表2可知，三種原鹽使用方案都能滿足生產指標要求，但是第一種方案使用成本最低。若單用精制鹽，因精制鹽顆粒較細，在化鹽池內靠近出口的部位未來得及溶解即隨水流被泵抽吸至管道內，長時間積累在管道轉彎處和設備接口處易發(fā)生結鹽現(xiàn)象，堵塞流體通道。若單獨使用青鹽雖然輔料消耗少，但原鹽本身價格高，單用漠河鹽、查漢池鹽、鹽橋鉀鎂鹽雖然節(jié)約了原鹽費用，但輔料消耗量大或指標不合格，對一次鹽水系統(tǒng)設備有損耗，長期使用對成本控制不利。所以必須使用多種鹽合理搭配才能在滿足生產指標的前提下進一步降低生產成本。

表1 各種原精鹽使用情況統(tǒng)計表

表2 三種原鹽搭配方案使用情況

7 多種鹽優(yōu)化搭配化制鹽水的情況

該公司2018年3月1-10日早班鹽水質量記錄見表3。

表3 2018年3月1-10日早班鹽水質量記錄

2018年3月22-31日早班鹽水質量記錄見表4。

表4 2018年3月22-31日早班鹽水質量記錄

三種原鹽搭配使用，鹽水濃度都在311～313 g/L，硫酸根）含量 3.5～4.3 g/L，鈣鎂（Ca2++Mg2+）含量＜0.5 g/L，鹽水預處理反應器清澈，粗鹽水、精鹽水質量指標均滿足生產需求。

8 多鹽種合理搭配帶來的經濟效益

根據(jù)表2數(shù)據(jù)，按10萬t/a ECU算：

采用第一種方式配制鹽水：單位ECU產品耗原鹽及輔料成本為461.74元/t，則每年ECU產品耗原鹽及輔料成本為461.74×10=4 617.4（萬元）；

采用第二種方式配制鹽水：單位ECU產品耗原鹽及輔料成本為466.96元/t，則每年ECU產品耗原鹽及輔料成本為466.96×10=4 669.6（萬元）；

采用第三種方式配制鹽水：單位ECU產品耗原鹽及輔料成本為472.29元/t，則每年ECU產品耗原鹽及輔料成本為472.29×10=4 722.9（萬元）；

若單一采用青鹽使用，則原鹽成本：10×1.5×315=4 725（萬元）（不含輔料成本）；

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以看出，第一種搭配使用方式比第二種方式每年可節(jié)約生產成本：4 669.6-4 617.4=52.2（萬元），第一種比第三種方式每年可節(jié)約生產成本 4 722.9-4 617.4=105.5（萬元）。

綜合以上搭配使用方式，該公司采用了方式一進行搭配使用，降低燒堿生產成本效益顯著。

9 結語

多鹽種配合化制鹽水的鹽種配比沒有最合理最固定的搭配方式，企業(yè)應根據(jù)自己所采購的鹽種、實際鹽水質量和設備具體情況來進行配方摸索和配比調整。多鹽種科學合理化配制鹽水對降低燒堿生產成本成效顯著，氯堿生產企業(yè)可根據(jù)原料鹽質量和生產實際，通過實踐找到適合的配鹽方式。