苦鹵化工副生鹵的處理與利用

陳世祥

（天津長(zhǎng)蘆海晶集團(tuán)有限公司第三分公司,天津300450）

苦鹵化工生產(chǎn)或工藝技術(shù)改造過(guò)程中所衍生出來(lái)的液相中間物料統(tǒng)稱副生鹵，如：分解液、洗滌液、高溫鹽過(guò)濾回收液、二效鹽母液、分離鹽母液等。其中高溫鹽過(guò)濾回收液、二效鹽母液的固液比可達(dá)到5%～10%。以海晶集團(tuán)化工廠為例：分離鹽生產(chǎn)過(guò)程中每年產(chǎn)生約3.2 萬(wàn)m3的甩后液，其固液比達(dá)到50%以上，由于其粘度高、固相顆粒細(xì)小，給后期處理帶來(lái)一定的困難。同時(shí)由于缺乏后期處理設(shè)施或手段，造成了較大的工藝及經(jīng)濟(jì)損失。因此，掌握好合理的副生鹵工藝走向以及副生鹽的分離方法，不論是在技術(shù)還是在效益等層面上都具有實(shí)際意義。

1 副生鹵的處理與利用

1.1 副生鹵夾帶副生鹽的處理方法

以海晶集團(tuán)化工廠為例，副生鹵夾帶有固液比5%～10%的固相鹽，原有副生鹵的工藝走向是由目前的副生鹵槽輸送至苦鹵池，與苦鹵混合后再輸送至蒸發(fā)工序。輸送回苦鹵池副生鹵夾帶副生鹽時(shí)淤積在苦鹵池，由于副生鹵具有較高的氯化鎂含量而與苦鹵中的鈉離子產(chǎn)生同離子效應(yīng)，從而導(dǎo)致大量的氯化鈉析出，加重了鹵庫(kù)的淤積，年淤積量約為3000m3，而苦鹵池容積約為4500m3，這就造成苦鹵池的庫(kù)容減少。

為此，經(jīng)過(guò)工藝論證，調(diào)整為由副生鹵槽直接輸送至蒸發(fā)工序。該項(xiàng)目實(shí)施后，可極大的減少原料鹵池固相鹽的淤積量，從而保證較為穩(wěn)定的庫(kù)容，有利于提高氯化鉀兌鹵工藝的操作質(zhì)量，同時(shí)副生鹵中夾帶的副生鹽通過(guò)副生鹵槽沉降沉積排出處理后，每年增產(chǎn)二效鹽及分離鹽共計(jì)約3000 m3×1.2t/m3＝2250t，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益60.75 萬(wàn)元。

1.2 分離鹽甩后液的處理方法

分離鹽生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的母液即分離鹽甩后液，由于是白水溶解粗分鹽生成，主要成分為氯化鎂、硫酸鎂、氯化鈉和氯化鉀，按其成分比例構(gòu)成，不滿足回收條件，無(wú)法參與氯化鉀工藝循環(huán)，以前只能是排棄，不僅損失了甩后液中富含的化學(xué)成分，還提高了化工廠循環(huán)冷卻水濃度，每年還損失地下水1 萬(wàn)m3左右。

1.2.1 壓濾分離法

分離鹽生產(chǎn)過(guò)程中每年產(chǎn)生約3.2 萬(wàn)m3的甩后液，其固液比達(dá)到50%以上。由于其粘度高、固相顆粒細(xì)小，給后期處理帶來(lái)一定的困難。為此，可將分離鹽甩后液首先集中排放到帶有攪拌裝置的沉降池中，然后將攪拌均勻的懸浮液進(jìn)行固液分離，分離方式可采用板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾分離。固相鹽（主要成分為氯化鈉≥80%）包裝歸垛，依市場(chǎng)情況銷售。分離出的液相（濃度≥34.3°Bé），通過(guò)化工廠的專用管道輸送至化工廠復(fù)曬工區(qū)二號(hào)橋16 號(hào)鹵庫(kù)作為副生鹵池，通過(guò)重力沉降作用，使副生鹵中的懸浮的固相鹽類充分結(jié)晶沉降以得到澄清的副生鹵以作為化工生產(chǎn)的原料，該鹵庫(kù)庫(kù)容約8 萬(wàn)m3，可以滿足壓濾液年處理能力。

1.2.2 淘洗法

化工廠生產(chǎn)每天衍生蒸發(fā)水量約1000m3,這部分水量包括氯化鉀和氯化鎂生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的蒸發(fā)水量，經(jīng)過(guò)地下管網(wǎng)匯總后進(jìn)入晾水池成為工藝?yán)鋮s水的一部分。由于晾水池的水經(jīng)由混合冷凝器和刷罐等操作不斷地循環(huán)利用，水中化學(xué)物質(zhì)組分含量越來(lái)越高，進(jìn)而形成具有一定濃度的輕度副生鹵水，水質(zhì)成分如表1。

表1 輕度副生鹵水組分

分離鹽生產(chǎn)由于采用的是水洗滌工藝，該工藝運(yùn)行中所產(chǎn)生的母液即分離鹽甩后液，若不經(jīng)處理而直接排入涼水池，不但增加了涼水池處理負(fù)荷，同時(shí)也提高了循環(huán)冷卻水濃度，降低了工藝?yán)鋮s效率。為能解決上述問(wèn)題，可采用苦鹵淘洗工藝替代目前的白水洗滌工藝。

工藝內(nèi)容為：設(shè)置一套分離鹽淘洗裝置，把未經(jīng)過(guò)洗滌處理的粗分鹽（氯化鈉含量在67%左右）在調(diào)漿槽內(nèi)用苦鹵調(diào)漿后輸送至洗鹽器，洗鹽器內(nèi)的分離鹽在攪拌器的作用下與苦鹵均勻混合淘洗后，經(jīng)離心脫鹵得到分離鹽成品。由于本工藝是利用苦鹵淘洗，取代了以往的白水洗滌工藝，不僅提高了分離鹽回收率，而且由于采用比重為31～32°Bé 的苦鹵作為洗滌液，洗滌分離鹽后的甩后液比重約32.5°Bé，符合氯化鉀生產(chǎn)工藝所要求的苦鹵應(yīng)用條件。分離鹽甩后液輸送至氯化鉀副生鹵沉降器，然后再進(jìn)入氯化鉀的工藝流程或輸送至苦鹵復(fù)曬工區(qū)所配置的副生鹵池做固液沉降處理，由于甩后液不再進(jìn)入涼水池冷卻系統(tǒng)，也就消除了對(duì)涼水池水體質(zhì)量的影響。

1.3 分離鹽甩后液生成量及成分分析

分離鹽甩后液化學(xué)成分查定數(shù)據(jù)如表2。

表2 分離鹽甩后液組成

以化工廠為例，考慮臺(tái)時(shí)因素，分離鹽平均日產(chǎn)52.6t，產(chǎn)生甩后液液相量為43.8 m3/d,依據(jù)表2數(shù)據(jù)得出甩后液固相產(chǎn)生量為54.63 m3/d，固液相產(chǎn)生量合計(jì)總量：43.8＋54.63＝98.43 m3/d。按330d生產(chǎn)時(shí)間計(jì)算：

年產(chǎn)生甩后液液相量：43.8 m3/d×330d/a ＝14454m3/a；

年產(chǎn)生甩后液固相量：54.63 m3/d×330d/a ＝18028m3/a；

年產(chǎn)生甩后液總量：14454m3/a ＋18028m3/a ＝32482m3/a。

2 效益分析

2.1 處理分離鹽甩后液固相效益

化工廠年產(chǎn)生甩后液固相量18028m3/a，分離鹽堆積密度為1.2 m3/t。按壓濾取得率80%計(jì)算：可生產(chǎn)粗制分離鹽18028m3/a÷1.2 m3/t×80%＝12019t/a。以分離鹽利潤(rùn)30 元/t 計(jì)，可得效益12019t/a×30 元/t＝36.1 萬(wàn)元/a。

2.2 處理分離鹽甩后液相效益

分離鹽甩后液有兩種處理途徑，其效益如下。

2.2.1 分離鹽甩后液直接銷售

可獲效益：14454m3/a×15 元/m3＝22 萬(wàn)元；

2.2.2 分離鹽甩后液再利用

甩后液年產(chǎn)生量：14454m3，成鹵利用率60%，則可利用液相量：14454 m3/a×60%＝8672m3/a。

甩后液液相再利用，可同時(shí)使氯化鎂、氯化鉀、硫酸鎂、溴素增產(chǎn)，具體增產(chǎn)量及效益如下（以2018 年銷售成本計(jì)算）：

1）氯化鎂：

氯化鎂含純：48%；氯化鎂回收率：98%，則每年可增產(chǎn)氯化鎂：

224.24 kg/m3×8672m3/a÷48%×98%＝3970t/a；

以氯化鎂利潤(rùn)270 元/t 計(jì)算，可得效益3970 t/a×270 元/t＝107.2 萬(wàn)元/a。

2）氯化鉀：

氯化鉀含純：90%；氯化鉀回收率：60%，則每年可增產(chǎn)氯化鉀：

45.98 kg/m3×8672 m3/a÷90%（含純）×60%（回收率）＝266t/a；

以氯化鉀利潤(rùn)-2590 元/t 計(jì)算，可得效益266 t/a×（-2590）元/t＝-68.9 萬(wàn)元/a。

3）一水硫酸鎂：

氯化鉀與一水硫酸鎂的產(chǎn)出比為2.46，則每年增產(chǎn)一水硫酸鎂：

266×2.46 ＝654t/a；

以一水硫酸鎂利潤(rùn)45 元/t 計(jì)算，可得效益654 t/a×45 元/t＝2.94 萬(wàn)元/t。

4）溴素：

氯化鉀與溴素的產(chǎn)出比為27，則每年增產(chǎn)溴素：

266÷27 ＝9.85t/a；

按溴素利潤(rùn)12000 元/t 計(jì)算，可得效益9.85 t/a×12000 元/t＝11.8 萬(wàn)元/a。

5）分離鹽甩后液再利用年效益合計(jì)：

（1）＋（2）＋（3）＋（4）＝107.2 萬(wàn)元/a＋（-68.9）萬(wàn)元/a＋2.94 萬(wàn)元/a＋11.8 萬(wàn)元/a＝53.04 萬(wàn)元/a。

處理分離鹽甩后液年總效益=分離鹽甩后液固相收益+分離鹽甩后液液相收益=36.1 萬(wàn)元＋53.04 萬(wàn)元＝89.14 萬(wàn)元

3 結(jié)論

1)副生鹵夾帶副生鹽經(jīng)過(guò)工藝處理，可為企業(yè)獲得經(jīng)濟(jì)效益。

2)對(duì)于工藝?yán)鋮s水采用封閉式貯存方式的苦鹵化工企業(yè)來(lái)說(shuō)，副生鹵處理方式的正確與否直接影響到循環(huán)冷卻水的質(zhì)量，進(jìn)而影響到蒸發(fā)工序的運(yùn)行效果。

3)副生鹵的處理方式（包括輕度副生鹵）往往與工藝排放相關(guān)，一個(gè)合理的、科學(xué)的處理方式不僅會(huì)為企業(yè)取得經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也在環(huán)保的層面上實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，取得社會(huì)效益。