鹽湖鹵水注入蒸氨廢液池生產(chǎn)氯化鈉和氯化鈣的探討

李金鳳，荀海靜，李 霞

(中鹽內(nèi)蒙古化工股份有限公司 技術(shù)質(zhì)量部，內(nèi)蒙古 阿拉善 750336)

1 實驗部分

1.1 原理

1.2 實驗過程

1.2.1 鹽湖鹵水化學(xué)組成測定

表1 鹽湖鹵水檢驗結(jié)果

1.2.2 蒸氨廢液化學(xué)組成測定

根據(jù)實際需要蒸氨廢液只做常量組分的測定，即測定蒸氨廢液中Ca2+、Mg2+、Cl-、OH-的濃度。各離子化學(xué)分析方法為：Ca2+、Mg2+EDTA絡(luò)合滴定法、Cl-硝酸銀沉淀法, OH-酸堿滴定法。蒸氨廢液的化學(xué)組成見表2。

表2 蒸氨廢液檢驗結(jié)果

1.2.3 特種工業(yè)鹽化學(xué)組成測定

表3 特種工業(yè)鹽檢驗結(jié)果

2 實驗結(jié)果與討論

2.1 飽和食鹽水和蒸氨廢液的反應(yīng)

將特種工業(yè)鹽配置為飽和食鹽水，與蒸氨廢液按照一定比例混合，觀察實驗現(xiàn)象。具體檢驗結(jié)果見表4。

表4 蒸氨廢液與飽和食鹽水反應(yīng)

實驗現(xiàn)象。蒸氨廢液與飽和食鹽水混合后，混合液出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，無結(jié)晶析出。

2.2 鹽湖鹵水與蒸氨廢液反應(yīng)

根據(jù)鹽湖鹵水中Mg2+的含量,設(shè)計如下實驗。固定體積的鹵水分別與不同體積的蒸氨廢液混合反應(yīng)，使得Mg2+完全以Mg(OH)2的形式沉淀，將上清液過濾后，檢測上清液的成分及含量,實驗結(jié)果見表5。

表5 鹽湖鹵水與蒸氨廢液反應(yīng)后上清液含量表

從表5可看出，蒸氨廢液與鹽湖鹵水反應(yīng)摩爾比1 ∶0.9為最佳混合比例，Mg2+含量為未檢出。

2.3 蒸氨廢液中加入氯化鈣后與鹵水反應(yīng)

2.3.1 蒸氨廢液和氯化鈣混合

蒸氨廢液中加入不同質(zhì)量的分析純氯化鈣，分離檢測上清液(A)含量，具體數(shù)值見表6。

表6 上清液A檢驗結(jié)果

2.3.2 上清液A與鹽湖鹵水混合反應(yīng)

上清液A按照前期試驗尋找的最佳體積比與鹽湖鹵水混合反應(yīng)，分析上清液(B)含量，觀察上清液B實驗現(xiàn)象，具體數(shù)值見表7。

表7 上清液B檢驗結(jié)果

實驗現(xiàn)象。上述混合液放置過夜，4#和5#樣品中有明顯結(jié)晶析出，同時清液中氯化鈉含量降低。

3 可行性分析

3.1 對氯化鈣成品液質(zhì)量的影響

鹽湖鹵水和蒸氨廢液混合后，上清液和蒸氨廢液原液值結(jié)果對比見表8。

從表8可以看出，蒸氨廢液與鹽湖鹵水混合后上清液中的Ca(OH)2含量降低，CaCl2含量降低，NaCl含量升高。

表8 蒸氨廢液原液與廢液和鹵水混合后上清液結(jié)果對比表

3.2 產(chǎn)能估算

3.2.1 蒸氨廢液蒸發(fā)量估算

(1)濃縮蒸發(fā)。吉蘭泰地區(qū)，根據(jù)氣象站數(shù)據(jù)，年蒸發(fā)皿內(nèi)淡水蒸發(fā)量平均1 970 mm，大面積淡水蒸發(fā)系數(shù)取北方經(jīng)驗值0.75，鹵水蒸發(fā)系數(shù)取18 °Be′～21 °Be′區(qū)間數(shù)值為0.67，則蒸氨廢液在從約17 °Be′蒸發(fā)到達(dá)飽和氯化鈉析出時29 °Be′，蒸發(fā)量為1 970×0.75×0.67=990 mm。廢液庫和濃縮池面積約1.67 km2，則蒸發(fā)量為1.67 km2×0.99 m=165萬m3。

(2)結(jié)晶蒸發(fā)。結(jié)晶1 t再生鹽需要3 m3飽和鹵水，6.5萬t鹽需蒸發(fā)鹵水量約為20萬m3。

(3)濃縮蒸發(fā)和結(jié)晶蒸發(fā)，二項合計蒸發(fā)水量約為185萬m3。

3.2.2 理論析鹽量估算

蒸氨廢液每年排出量約300萬m3，蒸發(fā)濃縮析鹽后，蒸發(fā)水量約185萬m3，則蒸發(fā)水量與廢液比例為1 ∶1.6。蒸氨廢液中含氯化鈉量約為70.29 g/L(原液庫)，灘曬后母液中殘留氯化鈉約為26 g/L，蒸發(fā)量與廢液量為1 ∶1.6，則母液中殘留氯化鈉15.6 g/L，回收氯化鈉約54.69 g/L，回收率77%。理論上灘曬工序年回收鹽量應(yīng)為：0.054 69 t/m3×300萬m3=16.41萬t，因原有廢液庫及灘曬場滲漏，灘曬面積小等原因，實際析鹽量為6.5萬t/a，回收率為40%。

將鹽湖鹵水與蒸氨廢液按照最佳摩爾比混合，即每年300萬m3蒸氨廢液與36萬m3鹵水混合，混合后廢液中氯化鈉約83.1 g/L，則全年336萬m3廢液析出量約0.083 1 t/m3×336萬m3×77%=21.5萬t×40%=8.6萬t。

根據(jù)鹽堿分公司的經(jīng)驗，灘曬鹽結(jié)晶速度0.2 m/a，灘曬鹽的堆積密度為1.21 t/m3，增加再生鹽8.6萬t-6.5萬t=2.1萬t，需要增加的結(jié)晶池面積為2.1萬t/(0.2 m/a×1.21)=0.086 8 km2，按照每個池子規(guī)格100 m×100 m計算，需增加9個池子。將純堿廠報廢的灘曬池，修復(fù)后可進行曬鹽。

4 工藝流程(圖1)

圖1 鹽湖鹵水注入蒸氨廢液生產(chǎn)NaCl、CaCl2流程圖

5 經(jīng)濟效益

(1)減少精制工業(yè)鹽藥品消耗。按理論估算量，每年可供精制工業(yè)鹽8.6萬t，精制工業(yè)鹽噸鹽消耗氯化鋇24.75 kg，減少氯化鋇消耗量8.6萬t×24.75 kg/t鹽=2 128.5 t，氯化鋇3 000元/t，節(jié)省藥品費2 128.5 t×3 000元/t=638.6萬元。

(2)增加再生鹽外銷量。每年下達(dá)的銷售任務(wù)量為100萬t，通過產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，緩解再生鹽短缺情況，節(jié)省的優(yōu)質(zhì)再生鹽用于銷售。