关键词: 净化; 絮凝剂; 沉降
1 前言
我国拥有丰富海盐、湖盐及井矿盐资源,原盐产量居世界前列。由于海盐生产受自然条件、气候条件的限制,湖盐生产受交通运输条件的限制,因此,近年来井矿盐所占的比重逐渐上升。然而井矿盐并不 是 纯 Na—Cl—H2O 体 系,还 含 有 Ca2 + 、Mg2 + 、 SO2 - 4 等杂质,这些杂质的存在,将对制盐生产及产品质量产生较大的影响,故而在制盐行业中,大部分企业都会对原卤进行净化,降低或除净卤水中的杂质。而絮凝剂的正确使用又是卤水净化效果的关键因素,文章以井矿盐卤水为例,阐述了絮凝剂在卤水净化中的应用。
2 卤水净化
2. 1 卤水净化的意义
在制盐过程中,卤水中的 Ca2 + 、Mg2 + 、SO2 - 4 等杂质,不仅使卤水沸点升高、降低有效传热温差,而且受温度和溶解度影响,容易结晶析出,粘结在管道和设备内壁,产生垢层。垢层的形成大幅降低传热系数、增加能耗、减少蒸发量、破坏结晶平衡,严重影响正常生产,大幅度降低企业的生产强度和经济效益。故而对卤水进行净化预处理是必要的选择。
2. 2 卤水净化的原理
目前卤水净化的主要工艺有“石灰—烟道气” 法、“石灰—纯碱”法和两碱净化法,其原理都是通过添加 OH - 和 CO2 - 3 ,使卤水中的 Mg2 + 与 OH - 结合生成 Mg( OH) 2 沉淀,使卤水中 Ca2 + 与 CO2 - 3 结合生成 CaCO3 沉淀,再通过沉降分离、压滤等除去卤水中的杂质。
主要化学反应方程式:
3 絮凝剂在净化中的应用
3. 1 絮凝剂的使用
由于精 制 卤 水 过 程 中 产 生 的 Mg ( OH) 2 及 CaCO3 沉淀颗粒细,自然沉降时间长,因而必须加入絮凝剂,促进沉淀小颗粒的凝聚成团,使其快速沉降,节约沉降时间,增加产能。
3. 2 絮凝剂的分类
卤水净化过程絮凝剂的选择与净化工艺和卤水性质密不可分,针对同一卤水不同絮凝剂的沉降效果也存在明显的差异。目前市场上的絮凝剂品种繁多,性质各异,对于不同的沉降介质,助沉效果差别很大,故而需选择合适的絮凝剂。
根据絮凝剂的来源和性质,可分为无机絮凝剂、合成有机高分子絮凝剂和天然高分子絮凝剂。无机絮凝剂主要是铝盐和铁盐,具有一定的腐蚀性和毒性,常用于氧化铝生产赤泥沉降和黑水污泥沉降,不用于制盐工业中。合成高分子絮凝剂,如聚丙烯肤胺、聚丙烯酰胺( PAM) 、聚丙烯酰钠( ASAP) 等具有用量少、沉降快的特点。天然生物高分子絮凝剂,如淀粉、明胶等,可从自然物质中提取,具有无毒、低毒无二次污染,但絮凝效果较差。
综合来看,高分子絮凝剂聚丙烯酰胺( PAM) 和聚丙烯酰钠( ASAP) 因其具有分子量大、吸附能力强、絮凝体积大、沉降快、投加量少、负作用小等优势,且具有良好的水溶性和很高的化学活性,是目前制盐行业使用最多的絮凝剂。
4 物料颗粒大小
氢氧化镁、硫酸钙、碳酸钙颗粒分布见图 1、图 2、图 3。
5 沉降实验
( 以聚丙烯酰胺( PAM) 为例)当化学反应结束后,反应产物开始沉降,其中沉降过程大致可分为自由沉降、干涉沉降、分层沉降和压缩沉降四个过程。实验简化流程,采用四川某制盐企业所生产的净化卤水,净化卤水中添加絮凝剂( PAM) 为 阴 离 子 型,1 800 万 分 子 量,浓 度 为5 mg /kg( 3‰稀释液) ,在常温条件下分别采集添加絮凝剂前后卤水各 500 mL 分别于量筒内,卤水密度1 260 g /L,观察固体料浆沉降速率,并记录时间,对比物料自然沉降和絮凝沉降的沉降速率。见图 4、 图 5、图 6。
从图 4 ~ 图 6 可以看出,添加絮凝剂的物料沉降速率远远大于自然沉降。
6 结论
絮凝剂的正确使用对制盐生产至关重要,其主要作用是提升沉降速率,节约生产时间,增加生产强度和经济效益。
原标题:絮凝剂在制盐卤水净化中的应用
原作者:王宁军,贾晓华,李春林,张永松,王安国,庞向阳
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