王緒前

(連云港工投集團 日曬制鹽有限公司，江蘇 連云港 222227)

1 前言

連云港工投集團日曬制鹽有限公司(以下簡稱“公司”)以淮陰地區(qū)地下礦鹵為原料，采用上卡下撤分段結晶工藝灘曬工業(yè)鹽，產品質量為優(yōu)、一級。結合氣象、鹵水、生產設備、操作方法等，力求礦鹵資源、塑苫結晶池利用率，及經濟效益最大化，探討結晶鹵水深度對優(yōu)級工業(yè)鹽生產的影響，以利優(yōu)化工藝，進一步提高優(yōu)級工業(yè)鹽產出率。

2 太陽輻射能使鹵水蒸發(fā)濃縮析鹽原理

太陽能以輻射光線的形式通過大氣層，照射到鹽田鹵水表面，小部分被反射回空氣，大部分折射進入水體，被吸收一部分；透過水體到達池底，又被池底吸收一部分；反射回水體，又被鹵水吸收一部分。水體由于吸收了大量的太陽輻射能，溫度升高，鹵水飽和蒸氣壓隨之升高，蒸發(fā)過程得以進行。

3 鹵水深度對產量、質量影響

3.1 增加鹵水深度的有利影響

(1)陽光入射、反射，通過鹵水的光路長，吸收熱量多；散熱慢，鹵水日平均液溫高，晝夜溫差小，熱能和外界熱交換少，利于蒸發(fā)；在相同風力的作用下，波浪大，相比之下蒸發(fā)面積大，鹵水流動也快，有利于水分子逸出水面。鹵水越深，則對太陽能吸收的效率越高，但隨鹵水深度增加，鹵水蒸發(fā)量增大的幅度變小，原鹽產量增大的幅度也減小。

(2)水體熱容量大，鹵溫、過飽和度、蒸發(fā)速度變化幅度小，有效克服一些結晶過程中的結晶速度忽快忽慢、時而結晶時而停止結晶等不穩(wěn)定不均衡現(xiàn)象；鹵水體積大，懸在鹵水的晶核與小晶體數目相對增多，懸浮時間也相對延長，從而擴大了與鹵水的接觸面，使晶體生長速度由于晶體表面積的增大而相應減慢；在相同風力情況下，鹵深波浪大，上下層鹵水交換進行得快，避免表面形成晶核，從而減少粉鹽、片鹽形成。在自然條件下，適當深鹵結晶，控制鹵水過飽和度，降低結晶速率，提高鹽質。

3.2 增加鹵水深度的不利影響

鹵水深度增加，水體增大，太陽能吸收率得到提高，但相對的單位體積水體內獲得的能量減小，整個水體所得到的溫度增加值減少，鹵水與大氣之間的溫度差減小，蒸發(fā)速率下降，或蒸發(fā)量低，結晶池鹵水過深，濃縮太慢，在一定條件下，較長時間不能達到并超過一定的過飽和度時，晶體生長速度等于零，影響正常生產。

相同地質條件下，增加鹵水深度，水力梯度增加，土壤滲透增加，結晶鹵水因滲透造成的損失大。

過度增加鹵水深度，要求鹵庫、塑苫池等設備設計標準高，或要求生產過程中設備完好率更高，將增加鹽田建造、維修費用。結晶鹵水過深，活碴等操作難，且風大浪高時易側翻浮板，增加鹵水跑、冒、滴、漏；損壞塑布；沖塌池埝，撞起渾水等。

生產中應尋求一定氣象條件下最佳鹵水深度，既充分吸收太陽輻射能，又能保持最高蒸發(fā)速率，更好降低滲透、降水等損失，以提高制鹵、結晶效果。

4 灘曬優(yōu)級工業(yè)鹽海水鹵深度

不同季節(jié)應掌握不同結晶鹵水深度；不同質量的鹵水，或產不同質量的鹽應掌握不同結晶鹵水深度；結晶鹵水應保證塑苫池簿膜收放的深度(一般高于0.15 m)。

控制結晶鹵水深度，提高生產年度優(yōu)級工業(yè)鹽產出率效果的比較，旺產高溫季節(jié)明顯優(yōu)于淡季低溫季節(jié)：冬季、春初氣溫較低，蒸發(fā)量比較小，結晶鹵水濃縮慢，過飽和度小，利于氯化鈉均衡成長，在做好鹽池板、控制鹵水質量、塑苫結晶等條件下，灌池深淺對鹽產量、質量引起的差別很?。桓邷丶竟?jié)，氣溫高，蒸發(fā)量大，結晶鹵水過飽和度大，結晶速度快，適當增加結晶鹵水深度，控制鹵水過飽和度，減少成核速度，顯著提高鹽質；旺季蒸發(fā)量數倍于淡季，產鹽量數倍于淡季。

目前海鹽生產實踐證明，常溫下0.3 m范圍內，結晶鹵水越深，越有利于優(yōu)質、高產，江蘇鹽區(qū)根據當地氣候等自然條件，結晶鹵水終止鈉鎂比值不低于3的一級池，生產優(yōu)級工業(yè)鹽掌握的鹵水深度(鹽層上)是：灌池(加鹵)，低溫季節(jié)0.2 m～0.3 m，高溫季節(jié)0.3 m～0.4 m；結晶終止，低溫季節(jié)高于0.15 m，高溫季節(jié)高于0.2 m；年平均0.25 m，高溫季節(jié)平均高于0.25 m。

5 灘曬優(yōu)級工業(yè)鹽礦鹵深度

飽和原料礦鹵灌池、結晶終止(老鹵)的質量，與一級池飽和海水鹵(未攙兌老鹵)結晶初始、終止質量對比見表1。由表1可知，結晶鹵水初始、終止及整過程質量綜合對比，礦鹵優(yōu)于海水鹵，而且礦鹵結晶終止時氯化鈉含量為290.24 g/L、鎂離子含量為0.26 g/L，分別大于、小于海水鹵相對應的結晶初始值264 g/L、12.46 g/L，故其它結晶條件同等，一般灘曬同質量優(yōu)級工業(yè)鹽要求的鹵水深度，礦鹵應低于海水鹵。

表1 結晶鹵水質量比較Tab.1 Comparison of quality of crytal brine

5.1 旺季鹵水深度擬定

礦鹵各月供給量相對均衡，而灘曬制鹽是露天式季節(jié)性生產，各月需求量差距大，各月供需不平衡，受此因素的制約，蒸發(fā)量高的旺季結晶鹵水深度，成為影響產量、質量的重要因素。

公司近2 a礦鹵鹽分月質量：一到五月份、十一月份、十二月份質量較高，平均氯化鈉含量96.30%，其中優(yōu)級工業(yè)鹽占期間總產量70.11%(產出率)，過去認為是期間氣溫低、結晶速率慢原因，但以五月份而論，蒸發(fā)量、產量是全年最高，同時質量也是較好的，其實另一原因是期間原料礦鹵供給大于結晶需求，結晶鹵水質量好、深度足；六月份到十月份質量相對差，平均氯化鈉含量95.94%，其中優(yōu)級工業(yè)鹽產出率38.42%，既是期間氣溫高、結晶速率快原因，又是期間原料礦鹵供給小于結晶需求，結晶鹵水質量差、深度淺原因。

對公司近2 a六月份到十月份，產出平均氯化鈉含量96.20%以上礦鹵鹽的生產單元進行生產調查，80%以上的生產單元期間結晶鹵水深度為：灌池0.25 m～0.3 m；結晶終止0.15 m～0.2 m；各月單池平均0.17 m～0.22 m。借鑒海鹽工藝實踐經驗，結合礦鹵灘曬其它條件，擬定旺產高溫季節(jié)灘曬優(yōu)級工業(yè)鹽礦鹵深度是：灌池0.25 m～0.3 m；結晶終止高于0.15 m；平均高于0.20 m。當然，擬定的鹵水深度也可應用于全年。

5.2 旺季鹵水深度控制

調節(jié)生產年度礦鹵供需平衡。是既能及時納取淮陰地區(qū)正常供給的礦鹵，又不過量窩存鹵水，既能提高塑苫池利用率，又能確保結晶工藝條件不降低的主要途徑。

設淮陰地區(qū)年最多供鹵270萬m3,各月供給量均等，公司年最多產鹽64萬t，根據公司原鹽生產噸鹽耗鹵量、結晶單產等預測各月份礦鹵需求的盈虧，調節(jié)全年礦鹵的供需平衡，見表2。由表2知，鹽田結存鹵水量三月份達最大值170.22萬m3，每100 m2塑苫池面積占高級鹵水30.51 m3，十月份達最低值122.19萬m3，每100 m2塑苫池面積占高級鹵水21.90 m3，因從四月到十月份制鹽需鹵占全年的76.07%，礦鹵供給量僅占全年的58.33%，綜上，四到十月份礦鹵供給量與制鹽需求量存在17.74%(48.02萬m3)的差距，而冬季、春初儲鹵，四月份到十月份以儲補欠，實現(xiàn)全年鹵水的供需平衡。

表2 礦鹵結晶供需平衡預測Tab.2 Prediction of supply and demand balance of ore brine crystallization

利用結晶區(qū)因降水產生的低濃度鹵水或納取海水，在調節(jié)池、副廳基等蒸發(fā)制鹵，利用管道水輸收鹽產生的粉鹽化鹵及爭取淮陰地區(qū)增加供鹵量，也是補充旺季供鹵能力虧欠，滿足結晶需求的重要措施。

嚴格執(zhí)行分曬操作。遵循全年物料平衡原則，量鹵灌池；實行二級分曬，第二段鹵水質量較低，應較前段加深0.03 m～0.05 m，或更深些，控制鹵溫及結晶速度；結晶鹵水淺且老，排老鹵條件暫不具備，可通過“串”、“并”結晶池鹵水方法，降低鹵水濃度，或增加鹵水深度，控制鹵水過飽和度，延長換鹵周期；一個換鹵周期內，達終止?jié)舛鹊慕Y晶鹵水一次排除，結晶過程應灌進的鹵水一次灌進去，或一次加鹵用鹵量較大，也可采用中間描池1次，以增加結晶過程平均鹵水深度、避免中間零散加鹵造成結晶鹵水濃度差加大。

完善鹽田設備完好率。為滿足鹵水儲備、結晶要求：鹽田技改，增加儲鹵設備；定期清除土塘、深洼淤泥等，并加固配套的涵閘；塑苫池埝高、寬、坡按工藝標準修復，夯實拍打，堅實平直，用優(yōu)質材料護坡，并設置防滲膜；塑苫池進鹵、排鹵、排淡口門加高筑實；塑苫池木質浮板兩側捆綁硬塑泡沫板，或配置防浮板下沉支架，增強浮板的漂浮力，及在風雨中平穩(wěn)性；維修生產單元內調節(jié)池到各步結晶池加鹵天溝，其固化或斷面尺寸等，滿足加鹵對流量、高程的要求；及時維修好塑布及收放裝置等。

6 結語

礦鹵灘曬制鹽包括曬制、管道輸洗、堆存控淋工藝流程，產出的優(yōu)級工業(yè)鹽是“新、深、長、凈、洗、堆”等工藝環(huán)節(jié)，嚴格控制，精細管理的綜合結果，而結晶鹵水深度在旺產高溫季節(jié)對鹽產量、質量影響明顯，宜灌池0.25 m～0.3 m、結晶終止高于0.15 m、平均高于0.2 m。