[发明专利]粗盐水的精制方法及其精制系统

说明书

技术领域

本发明涉及化工原料及其制备，更具体地说，本发明涉及氯碱用盐及其制备工艺和设备系统。

背景技术

原盐作为氯碱行业的主要原材料，占制碱成本的30％左右，氯碱企业生产每日需要大量的原盐，其质量和价格影响着氯碱企业的市场竞争力。国外氯碱企业使用的原料盐基本上都是精制盐(其纯度均在99％以上，甚至达到99.5％)；而国内氯碱企业使用的原盐按其来源不同主要分为：海盐、湖盐、矿盐等。

从原盐到氯碱产品，必须经过的第一道工序环节就是盐水精制，其主要任务是溶解固体原盐，除去其中对后续电解有害的杂质如钙离子、镁离子、硫酸根、有机物、水不溶物、以及其它悬浮物等，制成饱和的精盐水，供电解工序使用。经过上述处理的盐水在氯碱行业一般统称为一次盐水。一旦盐水中含有的上述有害杂质超标，杂质就会在电解槽里堵塞离子膜，导致电流效率下降、槽电压升高、膜寿命缩短，严重时会造成停车。因此，一次盐水的质量直接关系后序工艺的安全、稳定、高效运行。

由于国内氯碱企业以海盐、矿盐为原料，因此，其一次盐水精制处理主要为道尔澄清桶加沙滤过滤工艺与波尔预处理加膜过滤工艺，这些工艺中均要采用化学法和物理法相结合以去除粗盐水中的有害杂质，以得到供电解使用的合格的盐水：如添加碳酸钠、氢氧化钠、氯化钡，以期与盐水中的钙离子、镁离子及硫酸根离子发生化学沉淀反应从而加以清除；还可添加物理性的助沉剂，使其与盐水中的颗粒等发生物理结合加大沉淀物粒度、再借重力作用自然沉降加以净化；另可让饱和盐水通过砂滤器去除其中的悬浮物，再用盐酸中和达到规定的pH值。

实践表明，沙滤过滤工艺处理所得盐水质量只能供隔膜电解槽使用，而很难达到离子膜电解槽要求的盐水质量；随着隔膜电解槽逐渐的退出市场，沙滤过滤工艺也渐遭淘汰；目前新建一次盐水处理项目基本为波尔预处理加膜过滤工艺。

但是，在采用新兴的波尔预处理加膜过滤工艺处理一次盐水的生产实际中发现：由于海盐来源的海洋流动性相对矿盐大得多，因此，海盐质量和杂质相对均匀，比较适合新兴的波尔预处理加膜过滤工艺，其加工处理所得盐水质量比较容易满足离子膜电解槽的要求。

但是，海盐(包括湖盐)具有如下严重缺点：(1)其含盐(氯化钠)量为92％，低于矿盐的97.5％，长期以来，其价格却比矿盐高，而氯碱企业原盐日均消耗量巨大为数十甚至数百吨，其高价导致成本高企；(2)对广大内陆氯碱企业而言，海盐还存在运输困难、库存容易断货的问题，会给企业的生产经营造成严重后果。通常，为了稳定供应生产，广大内陆氯碱企业每次都是采购约2-3个月的原盐备用，数量达数千乃至上万吨，这就造成资金和仓储严重占用，拖累企业发展。(3)因为海盐含盐量(92％)低于矿盐(97.5％)，其杂质含量较高，净化过程中形成的盐泥量大约占原料的7％左右，盐泥还需更多费用来进行环保处理，这也影响企业的经营和发展。

相比之下，对于广大内陆氯碱企业而言，采购矿盐通常在供应可靠性和成本上具有更大优势和更充分的保障。但是，作为原盐家族重要一员的矿盐，其组成严重依赖其产地的地质条件，其质量和杂质会随着其产地的地质条件不同而大幅度变动。在采用新兴的波尔预处理加膜过滤工艺处理一次盐水的生产实际中发现：由于各矿源地质条件不一，矿盐中对一次盐水质量有影响杂质的含量差异很大，严重影响一次盐水质量。为解决其盐水中金属离子超标问题，传统处理方法采用离子吸附法和絮凝法。

离子吸附法的问题：因为盐水为碱性，各种金属基本以氢氧化物形式存在，吸附树脂很难将其吸附除去，且专用的吸附设备价格昂贵，成本很高，不利于市场竞争，因此，离子吸附法没有实际生产价值。

絮凝法的问题：常用絮凝剂有FeCl₃、氯化铝，硫酸铁、聚丙烯酸钠等，但由于电解工艺对有机物杂质含量有较严格的要求，要求絮凝时不可引入对电解有害的有机杂质，因此，不能采用聚丙烯酸钠，目前优选使用FeCl₃作为絮凝剂。但是，针对矿盐加大FeCl₃用量的结果，虽能固液分离掉大部分金属离子，但一次盐水却又产生铁、铝超标的顽固问题，难以解决；而这又会导致后续电解中离子膜电解电压升高，降低离子膜电解效率，造成能耗上升，甚至损害离子膜，缩短离子膜使用寿命，对氯碱生产十分不利。