水合盐渣洗涤过程中碱度对氯化铵盐析的影响

水合盐渣洗涤过程中碱度对氯化铵盐析的影响

其中，水合盐渣约70%，na2co3约15%，naoh约3%，b2o约12%，总氨约500010-6左右。盐渣洗涤主要目的是将盐渣用工业水进行洗涤,溶解盐渣中的碱,达到盐碱分离的效果,洗涤后的含碱母液通过冷冻结晶生产出十水碳酸钠,洗涤盐作为纯碱生产中氯化铵结晶时盐析用。我公司的纯碱生产工艺为:采用精制盐配成饱和溶液与碳铵反应,生产碳酸氢钠和氯化铵,分离出碳酸氢钠后的氯化铵母液,经冷析盐析析出氯化铵。该工艺正在申请专利。我们的实验主要针对氯化铵对洗盐质量的要求及洗盐母液冷冻制十水碱的要求,从洗盐碱度、温度、洗水量、NaOH的积累4个方面进行综合考虑,从而确定洗盐的最佳工艺控制条件。1碱度对氯化铵的影响氯化铵的结晶过程对溶液的碱度有一定的要求,因此洗涤盐中碳酸钠含量必须满足一定的条件才能用于氯化铵的生产,所以我们通过对不同碱度的盐对氯化铵盐析的影响进行实验,寻求洗涤盐中最适宜的碱度。实验中冷析、盐析的温度控制参考联碱法,冷析温度约5～8℃,盐析温度约14～15℃。从表1的实验情况可以看出,盐中碱度如果过高,氯化铵根本不析出,盐中碱度越低,氯化铵越易析出,且析出的颗粒越大,这是由于氯化铵为强酸弱碱性盐,水溶液呈弱酸性,在氯化铵的析出过程中,若溶液中碱度太大,对氯化铵的生产和析出产生很大的影响,氯化铵难以析出,同时析出的氯化铵晶体颗粒变小。因此,洗涤盐中碳酸钠含量以小于5%比较合适。2最佳洗涤温度的确定盐的洗涤过程中应在保证碱度适宜的情况下,尽量提高母液中的碳酸钠含量,降低氯化钠的含量。氯化钠和碳酸钠在水中的溶解度除了同离子效应外,主要与温度有关,通过温度对两者溶解度的影响,确定最佳洗涤温度。通过对图1、图2溶解度曲线的分析,碳酸钠在水中溶解度随温度升高先升高而后又降低,即有个最大溶解度,而氯化钠溶解度随温度升高基本没什么变化;洗涤温度越高,则配盐浆时升温所需的热量也越多,十水碳酸钠结晶时所需的冷量也越多,综合碳酸钠和氯化钠的溶解度及能量平衡问题,洗涤温度选择30～35℃比较合适。3盐浆、液固比对实验结果的影响洗涤水量的多少决定洗涤盐中碱度的高低及母液中碳酸钠含量的高低,洗涤水量越大,则洗涤盐中碱度低,有利于纯碱生产中氯化铵的析出,但母液中碳酸钠含量也低,不利于十水碳酸钠的冷冻析出,冷量消耗大;洗涤水量若过少,则洗涤盐中碱度过高,不利于氯化铵的盐析,同时十水碳酸钠冷冻析出时将有相当一部分的氯化钠一同析出,影响十水碳酸钠的质量,因此洗涤水量的多少既影响氯化铵的结晶又影响十水碳酸钠的析出,下面通过实验,寻求最佳加水比(水的加入量以盐浆中的液体与固体体积比来衡量)。实验所用盐渣组成为:NaCl72%,Na2CO313.8%,NaOH2.9%,H2O9.3%。根据表4的实验数据可以看出,盐浆的液固比越大,洗涤盐中碳酸钠含量越低,母液中碳酸钠也低,十水碳酸钠的质量越好。但母液中的碳酸钠低,单位体积母液的产量也低,冷量消耗大,循环母液量大,运行成本高,随着液固比的降低,洗涤盐中碳酸钠含量升高,母液中碳酸钠也增加,十水碳酸钠中氯化钠的含量也升高,当升到一定值后,母液中碳酸钠不再升高,而洗涤盐中碳酸钠和十水碳酸钠中氯化钠还在上升。这是由于随着盐量的增加,盐浆中氯化钠和碳酸钠均已达到饱和,故母液中碳酸钠不再升高,而洗涤盐中碳酸钠却升高,在十水碳酸钠冷冻结晶过程中,母液中氯化钠为饱和,随着十水碳酸钠的析出,虽然带走一部分结晶水,但由于氯化钠和碳酸钠在水中溶解的同离子效应,氯化钠的溶解度增加,所以在母液中碳酸钠不太高的时候析出的十水碳酸钠能达到企业标准,随着碳酸钠析出量的增加,带走的水也增加,同离子效应少于带走的结晶水的影响,因此有相当一部分的氯化钠同十水碳酸钠一起析出,析出的十水碳酸钠中氯化钠含量达不到企业标准。综合洗涤盐中碱度和十水碳酸钠的质量要求,盐浆的液固比以2.2∶1比较合适,即约为7∶3。4碱的预处理及复配随着母液的循环洗盐,母液中氢氧化钠不断积累,当氢氧化钠达到一定浓度后,碳酸钠在母液中将不再溶解,而是以一水碳酸钠的形式析出,即所谓的乳化现象,整个物料将变得很稠,实验无法再进行下去,因此对母液中的氢氧化钠要进行处理,以免积累。在实验中采用通二氧化碳的方式将氢氧化钠转化为碳酸钠,因为我们的纯碱生产中煅烧过程将有大量二氧化碳产生。碳酸钠在氢氧化钠水溶液中的溶解度见图3,可知,30～35℃时,碳酸钠为130g·L-1左右时,氢氧化钠达到8%时将产生乳化现象,实验也验证了这个现象,因此洗涤母液中氢氧化钠不得超过8%。5控制指标的测定通过以上实验及