金属钠专用盐制造方式研讨

本文作者：邢亚慧、郝晓宇、焦海振 单位：中盐皓龙盐化有限责任公司

为了实现石膏型卤水生产金属钠用盐的低成本化，我们作了大量的实验，尝试立足于现有成熟的石膏晶种法生产工艺系统，在尽量少投资的情况下生产出满足市场需求的产品，提高市场竞争力。

在做其它实验时发现，发现用清水淘洗过的成品盐，可以大幅度降低产品的杂质含量，只是淘洗时溶解损失较多，不利于批量生产;但说明产品中杂质主要附着在盐颗粒表面。受洗衣机漂洗衣服表面的残留洗衣液原理启发，用淘洗的方法洗掉石膏晶种法工艺生产出的工业盐，洗去盐颗粒表面沾附的SO2－4等杂质，达到提高纯度的目的。

依据结晶理论，晶体在杂质较大环境中生长同时形成晶体内杂质包裹体的理论基础，其成形时晶体内必然包裹有其它离子，这种现象叫包晶。由于卤水未净化，盐晶体在蒸发罐内结晶时，料液中Ca2+、Mg2+及SO2－4蒸发富集量较大，结晶环境差，从理论上可断定必有包晶状况存在。若晶体内部包晶严重，即使把表面淘洗干净可能还是达不到要求，所以包晶量到底是多少特别关键，因此，实验分析了盐晶体中SO2－4离子的含量。

为了比较实验成本，试验用样品材料选了两种，一种是干燥后的成品工业盐(以下统称干工业盐)，一种是生产中期离心分离后含水量为2．5%左右的半成品工业盐(以下统称湿工业盐)，两种盐相差干燥成本15．4元/t。

为了得到盐晶体中包裹的SO2－4含量，将其作为淘洗法去除SO2－4实验的依据，用100g样品∶400mL的蒸馏水充分淘洗后离心分离，三次淘洗分离后烘干，得到高纯度盐样，对其各组分进行全分析，得到数据见表1、表2。由此可知，用蒸馏水淘洗后其杂质组分含量均降低，而NaCl主含升高，淘洗较完全，初步说明:在不计生产成本情况下，淘洗方法可以得到满足金属钠生产用标准的精制盐，其各组分含量可以作为下一步淘洗工艺可行性实验的标准;也说明产品在结晶成形时，包晶现象较轻，能制出金属钠生产用盐。由于对用蒸馏水洗后的样品用热吹风机进行烘干除水的操作，故洗后样水份与生产实际烘干水平基本相同，数据应相对合理。

虽然知道白水淘洗要溶化掉许多盐，但还是作了一个盐与白水100g∶200mL的实验，看最终成比例淘洗后处于什么水平状态。选用100g∶200mL比例的原因是盐与水100g∶100mL混合后基本处于固液比100%的糊状，流动性很差，根本无法搅拌，再加100mL水后形成45%固液比的液固混合状态，利于充分搅拌和脱水分离，实验数据相对准确极有代表性。数据见表3、表4。由此可知，淘洗前后成品盐溶解损失，干工业盐损失约36．21%，湿工业盐损失约39．88%，但洗后参数不理想，与大量用白水淘洗差距较大。其原因有二:一是白水并不是在理想状态下完全溶解了盐及所含杂质，二是白水溶解CaSO4的能力有限，CaSO4在淡水中的溶解度只有2g/L，远低于其在卤水中的溶解度4．85g/L;若再增加白水量损失将更大，且这部分淘洗后的不饱和盐水生产使用难度很大，所以白水淘洗实际生产运营意义不大。

因未净化卤水原料充分，选用盐与白水100g∶400mL比例的实验，充分淘洗。数据见表5、表6。由此可知，淘洗后只有10%左右的减小，对数据影响很小，后又增加淘洗卤水比例，数据变化不大，没有实际意义。这是未经净化卤水内各杂质成分基本饱和，它对盐粒表面的杂质只有冲刷淘洗作用，没有溶解能力;试验用盐表面粘附的杂质已经经过洗盐器等设备的淘洗，附着力差的杂质基本被洗去，留在盐表面的杂质一般结合比较牢固，所以未净化卤水淘洗后，盐粒表面粘附的杂质颗粒脱落不明显。

依据CaSO4在卤水中的溶解度比在淡水中大的理论，应使用不含SO2－4的卤水淘洗样品，它对盐的溶解能力很小，对SO2－4杂质的溶解力较高。采用BaCl2净化法对生产用卤水去除SO2－4后作为试验用净化卤水。初步试验按样品与净化卤水100g∶200mL比例进行，效果很好，数据如表7、表8。无论干盐或是湿盐做样品，在淘洗比例100g∶400mL时SO2－4就能达到0．070%以下的水平，达到客户要求。

根据实验结果，比较淘洗效果，得到如下结论:(1)利用净化卤水除去湿盐中的SO2－4虽然达不到蒸馏水淘洗效果，但可以达到预期的效果;(2)通过相关实验，找到了卤水除湿盐中SO2－4的较佳条件，即:湿盐质量为100g时，所需卤水为400mL，可以按此比例投入到生产中进行试生产，使其广泛的得到应用。

依据公司金属钠用盐的设计生产量，按100g盐∶400mL净化去除SO2－4卤水量计算出所需卤水净化设备的大小，此净化设备至少需四个底部呈锥形的储桶(锥形设计是为了定期排沉淀)，一个储存净化后卤水使用，第二个储存淘洗原盐后的含SO2－4的老卤，第三个是根据其储存含SO2－4的老卤的SO2－4含量加入相应比例BaCl2的反应桶，视其底部的BaSO4沉淀定期排出分离，第四个桶与前三个桶配合，理论上这四个桶循环使用。其它转料泵及BaCl2配药桶不再赘述。生产初期先净化一桶去除SO2－4原卤，用这桶卤水淘洗生产线上输送过来的原盐，淘洗后的盐经离心脱水分离及干燥设备制成产品，淘洗后的含SO2－4卤水泵入储桶，待达到一定量后化验其SO2－4并加入相应比例的BaCl2反应待用。这样消耗的BaCl2量只是原盐中所含的SO2－4量，净化成本大大降低。

每生产1t金属钠用盐，BaCl2•2H2O的理论消耗量为0．0057t，市场上每吨纯度98%BaCl2•2H2O价格为3050元，所以每吨净化成本为17．74元(设备运行费用每吨不超过2元，暂不作为比较内容)。依据干工业盐净化成本算法，湿盐净化成本为20．86元。3．2．3卤水全部净化生产金属钠盐费用原卤中含SO2－43．2g/L，NaCl300g/L，每吨盐卤耗10．8m3，全部去除SO2－4费用92．95元/t盐。因干工业盐比湿工业盐多15．4元/t的干燥费用，综合费用湿工业盐要低12．28元/t，所以用湿工业盐比较好。其净化成本比卤水全部净化低(92．95－20．86)÷92．95×100%=77．6%;比石灰烟道气法卤水净化成本低(25－20．86)÷25×100%=16．6%。4结论这种方法不但可以针对除SO2－4品种盐生产，还可生产其它类似品种盐，是企业应对市场的灵活技术。