[发明专利]一种提高制离子膜烧碱中芒硝型卤水用量的方法

说明书

本发明涉及一种提高制离子膜烧碱中芒硝型卤水用量的方法，降低芒硝型卤水与淡盐水混合物中的硫酸盐含量，制得精制盐水，进而解决槽电压升高和电耗上升的问题，使最大限度地使用芒硝型卤水作为离子膜烧碱的生产原料，可为企业节省生产成本。与现有技术相比，本发明采用纳滤结合深度精制的技术，其中深度精制可以提高精制盐水的质量，大幅度延长螯合树脂塔的再生周期，降低再生酸碱的消耗，且深度精制所用精制剂易于获得、加入量少且不会在精制盐水中残留，进而可以最大限度地使用芒硝型卤水代替精制盐水作为离子膜烧碱的生产原料，可为企业节省生产成本。

技术领域

本发明涉及烧碱制备领域，尤其是涉及一种提高制离子膜烧碱中芒硝型卤水用量的方法。

背景技术

采用氯化钠饱和盐水生产烧碱是一种成熟的技术，自上世界八十年代中期离子膜制碱技术在中国氯碱行业成功应用以来，中国的氯碱行业无论是技术和设备均进步神速，产能更是高居全球第一。随着技术的不断进步，降低生产成本、寻求廉价的原料以及适用该原料的盐水精制技术也成为氯碱行业科技工作者考虑的课题。

卤水作为烧碱生产原料用盐，以其成本低成为了众多有盐矿资源的氯碱生产厂家的首选，但卤水中的硫酸盐成为了制约提高卤水用量的主要原因，离子膜烧碱生产无法靠成品碱带走原料盐带入的硫酸盐以及化学脱氯亚硫酸钠反应生成的硫酸钠，如果系统中的硫酸盐过高，会导致氯气中氧气含量偏高，并致使的槽电压升高和电耗上升等问题，因此，离子膜烧碱生产工艺要求由原料盐及化学脱氯带入的硫酸根在进入电槽的饱和盐水中的浓度不超过5g/L，确保电解工艺能够正常运行并保证产品质量。而去除饱和盐水中的硫酸盐主要是通过纳滤膜法、钡法、钙法、冷冻法等来实现，维持生产系统中硫酸盐的平衡。

卤水因其中硫酸根的高低分为石膏型卤水和芒硝型卤水两类，顾名思义，石膏型卤水钙离子浓度高而硫酸根离子浓度低，芒硝型卤水钙离子浓度低而硫酸根离子浓度高。对于石膏型卤水，可以通过将离子膜烧碱生产的淡盐水脱除硫酸盐后注入井下而实现全卤制碱，而对于芒硝型卤水，因其卤水中硫酸盐含量过高，即使将淡盐水中所有的硫酸盐去除也无法平衡生产系统中的硫酸盐，而采用化学法从卤水中去除部分硫酸盐虽可以实现全卤制碱，但运行费用过高、产生大量固废也制约了芒硝型卤水用量的提高，原料卤水量的增加可以降低烧碱的生产成本，因此需要有一种方法来提高采用芒硝型卤水制离子膜烧碱的用卤水量。

氯化钠精盐水经电解后产生的低浓度氯化钠盐水，俗称淡盐水，这是一种含有氯化钠、硫酸钠亦可能含有氯酸钠的水溶液，约占进电解槽总盐水量的70-75％，其中：各个组分的浓度如下：氯化钠180-220g/L，硫酸钠10.35-15g/L，氯酸钠2-14g/L。由于硫酸钠无法被带出系统从而造成富集，需要采取特殊的方法去除以达到进电解槽时硫酸钠浓度不超过7.4g/L的平衡。

目前，氯碱行业中传统的去除硫酸根的方法有多种，比较常用的有以下几种：

(1)氯化钡法除硫酸根

原理：投加二水氯化钡，将硫酸根以硫酸钡固体沉淀的形式除去，适用于任何硫酸根含量去除要求。

优点：设备投资少，操作较方便，可将硫酸根的残余量控制得很低。

缺点：运行费用高，氯化钡有毒，废渣产生二次污染，残余的钡离子影响后续氢氧化钠的生产和离子膜的寿命。

(2)冷冻法除硫酸根

原理：制备高芒盐水，将高芒盐水冷冻，将硫酸根以Na₂SO₄·10H₂O结晶的形式去除。

优点：可以副产硫酸钠。

缺点：一次设备投资大，且只适合对热敏感的硫酸钠的结晶；Na₂SO₄·10H₂O结晶利用价值低，冷冻效率较低，能耗极高。

(3)碳酸钡法除硫酸根