卜正國

(江蘇孝天環(huán)?？萍加邢薰?，江蘇 淮安 223001)

1 前言

在硝鹽或鹽硝聯(lián)產(chǎn)中，從礦區(qū)采回的原料鹵水中都含雜質(zhì)鈣、鎂離子，它們會在加熱時(shí)形成結(jié)垢影響傳熱。為使生產(chǎn)長周期運(yùn)行，避免結(jié)垢產(chǎn)生，需要對采回的鹵水進(jìn)行凈化去除、鈣鎂離子。從礦區(qū)采回的鹵水存儲在鹵水池，經(jīng)加熱提溫到60 ℃～70 ℃，由化工泵輸送進(jìn)入鹵水凈化反應(yīng)罐。反應(yīng)罐內(nèi)加入兩堿，30%的液體NaOH和Na2CO3溶液進(jìn)行反應(yīng)，去除鈣、鎂離子。反應(yīng)后的鈣、鎂懸浮液中加入絮凝劑，經(jīng)連續(xù)式道爾澄清器過濾，鈣、鎂泥沉淀物由底部排入泥漿沉淀槽，泥漿經(jīng)化工泵送至過濾器進(jìn)行固液分離，過濾出的含鹽鹵的水回用，鈣鎂泥餅堆積，有的生產(chǎn)廠對鈣、鎂泥濾餅稀釋成稀漿液回注礦井，有的堆積作為工業(yè)廢渣用于填埋筑路。

在生產(chǎn)實(shí)踐中，通過對鹵水凈化工序鈣鎂泥的過濾研究，發(fā)現(xiàn)存在鹽鹵中鈣鎂比例差別對過濾效果的影響，并完全影響過濾設(shè)備的選型。

2 鹽硝鹵水的差異

在江蘇省淮安市出現(xiàn)了兩種礦層的鹵水，見表1。從表1中可以看出鹽硝鹵水中含有鈣、鎂離子均高，淮安區(qū)、淮陰區(qū)鹽硝鹵水中含鈣更高，鈣、鎂比例也高，是洪澤區(qū)的鈣、鎂比例4.8倍～6倍。

而鹽硝行業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)要求的進(jìn)蒸發(fā)系統(tǒng)的凈化后的鹵水鈣、鎂成分一般為： Ca2+≤20 mg/kg，Mg2+≤10 mg/kg。

表1 鹽硝鹵水組分Tab.1 Brine components of salt and nitrate

此兩種鹵水的凈化過程中，產(chǎn)生大量的鈣、鎂泥渣，因出現(xiàn)不同的鈣、鎂比例性質(zhì)，出現(xiàn)了不同的凈化效果，并出現(xiàn)了設(shè)計(jì)院選配過濾設(shè)備不適用的問題。

3 真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)的應(yīng)用

針對鹽硝行業(yè)，常規(guī)的過濾設(shè)備選用真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)，因?yàn)橐话汊}、鎂摩爾比例在12以上，含鈣離子較高，粘性小，容易過濾，而且鈣、鎂泥用真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)過濾后的濾餅效果非常理想，含水分很小，在5%以下。一般鈣、鎂泥中，鎂離子以氫氧化鎂存在，其本身為膠狀粘泥，當(dāng)鈣、鎂比例小時(shí)，系統(tǒng)中鈣、鎂泥粘性較大，在真空轉(zhuǎn)鼓濾布表面形成不透氣層，很難用真空轉(zhuǎn)鼓設(shè)備吸附去除，且泥餅中含水較高，達(dá)到40%以上。兩種鈣、鎂泥過濾效果比較如表2、表3。

表2 鈣、鎂摩爾比例2.5以下的鈣鎂泥成分Tab.2 Composition of calcium magnesium mud with molar ratio of Ca and Mg is less than 2.5 %

表3 鈣、鎂摩爾比例12以上的鈣鎂泥成分Tab.3 Composition of calcium magnesium mud with molar ratio of Ca and Mg is more than 12 %

4 廂式壓濾機(jī)的應(yīng)用

鈣、鎂摩爾比例在12～15的鈣、鎂泥漿液，用真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)進(jìn)行固液分離可以滿足過濾需要，但鈣、鎂比例較小的鈣、鎂泥漿液用真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)完全不適用。需要研究尋找一種可代替的設(shè)備和工藝來過濾此漿液。在實(shí)踐試驗(yàn)中用廂式壓濾機(jī)過濾效果良好。

廂式壓濾機(jī)工作原理是由濾板排列組成濾室(濾板兩側(cè)凹進(jìn)，每兩塊濾板組合成一廂形濾室)。

濾板的表面有麻點(diǎn)和凸臺，用以支撐濾布。濾板的中心和邊角上有通孔，組裝后構(gòu)成完整的通道，能通入懸浮液、洗滌水和引出濾液。濾板兩側(cè)各有把手支托在橫梁上，由壓緊裝置壓緊濾板。濾板之間的濾布起密封作用。在輸料泵的壓力作用下， 將需要過濾的物料液體送進(jìn)各濾室，通過過濾介質(zhì)，將固體和液體分離。在濾布上形成鈣、鎂泥濾渣，直至充滿濾室形成鈣鎂濾餅。濾液穿過濾布并沿濾板溝槽流至下方出液孔通道，集中排出。過濾完畢，可通入清洗滌水洗滌濾渣。洗滌后，有時(shí)還通入壓縮空氣，除去剩余的洗滌液。過濾結(jié)束后打開壓濾機(jī)卸除鈣、鎂泥濾餅(濾餅儲存在于相鄰兩個(gè)濾板間)，清洗濾布，重新壓緊板濾可以開始下一工作循環(huán)。

廂式壓濾機(jī)對任意鈣、鎂比例的鈣、鎂泥漿液都能過濾，濾餅成型容易，便于卸除濾餅，解決濾餅含水高無法運(yùn)輸問題。并形成環(huán)保固廢鈣、鎂泥資源化利用，徹底解決固廢處理的費(fèi)用和顯著降低運(yùn)行成本，適用于各種比例的鈣鎂泥脫除，應(yīng)用廣泛。

表4為不同鈣、鎂比例壓濾機(jī)過濾的鈣、鎂泥成分。

表4 不同鈣、鎂比例壓濾機(jī)過濾的鈣、鎂泥成分Tab.4 Composition of calcium magnesium mud filtered by different calcium and magnesium proportion pressure filter %

5 結(jié)論

經(jīng)過上述分析和生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的方法，驗(yàn)證了鹽硝行業(yè)兩堿法除鈣、鎂的鹵水凈化中不同比例鈣、鎂泥的過濾設(shè)備和鈣、鎂泥的成分分析比較。鹽硝鹵水中鈣、鎂比例越大，鈣、鎂過濾凈化效果越好，形成碳酸鈣的成分較多，鈣、鎂泥結(jié)晶比較粗糙、顆粒大、粘性小，呈現(xiàn)白色，而且易于使用真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)過濾分離下來，鈣、鎂泥的水分比較低，小于5% 。而鹽硝鹵水中鈣、鎂比例越小，鈣、鎂過濾凈化效果越差，形成氫氧化鎂的成分較多，結(jié)晶比較細(xì)小、粘性大，呈現(xiàn)黃色，真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)無法達(dá)到過濾效果，難以將固液分離下來。需要選用廂式壓濾機(jī)來過濾，廂式壓濾機(jī)適用于各種比例的鈣、鎂泥過濾，效果良好,濾餅含水因過濾壓力而變化，也可在板框內(nèi)部增加干燥措施，可使鈣、鎂泥濾餅含水達(dá)到20%以下。