关于盐水质量对离子膜的影响及处理研究

关于盐水质量对离子膜的影响及处理研究

刘文文

山东省菏泽市东明县东明石化万海氯碱有限公司 山东 菏泽 274500

摘要：本文将从当前盐水质量的概况出发，阐述盐水质量对离子膜产生的主要影响，对处理盐水质量影响的有效途径进行分析与探究，希望为相关人员提供一些帮助和建议，更好地把握离子膜受到的各种盐水质量影响，从而有效处理盐水，让盐水质量满足工厂的生产要求，使离子膜的平稳运行得到保证。

关键词：离子膜；盐水质量；盐水处理

引言：伴随科学技术的快速发展和工业水平的不断提高，国内工厂的盐水生产技术得到升级、更新和改革，原有的生产技术逐渐被离子膜所替代，使大量能源得到节约，盐水生产效率也大幅提高。然而在这一过程中，离子膜始终受盐水质量所影响。因此，研究处理盐水质量影响的有效途径具有一定现实意义。

一、当前盐水质量的概况

盐水质量关系到高电流运行条件下电解装置的效率，离子膜的使用寿命也与盐水质量息息相关，高质量的盐水能够使产品质量得到充分保证。通常来讲，阴离子和阳离子是盐水中的不纯物，比如钙离子、镁离子等阳离子和氯酸盐、硫酸根等阴离子。对这些离子产生的影响进行全面、有效的控制是许多工厂需要探索、接触和解决的问题，然而，部分阳离子与阴离子的控制则相对较难。

电槽性能与盐水质量有着直接关系，盐水中若含有不纯物，那么将会作用于阳极电解涂层。近些年，国内工厂逐渐提升了阳极制作水平，由于杂质使电化学活性受到影响并最终丧失属于一种缓慢、循序渐进的过程，因此，人们通常把离子膜受盐水质量的影响作为重点关注内容。

二、盐水质量对离子膜产生的主要影响

现阶段，工厂制碱过程中对离子膜制碱的应用已十分普遍。在该制碱技术中，电解槽中的电压、电流效率在很大程度上受盐水质量所影响，使离子膜不断发生恶化，这种恶化过程无法逆转。从这个意义上讲，离子膜延长使用寿命的重点在于对盐水质量进行有效控制。通常来讲，盐水中存在亚硫酸根和镁离子、钙离子等多种离子，若其进入到离子膜内，便会成为硫酸盐或氢氧化物沉淀，并在离子膜的表面不断积聚。如果离子膜有多种不同的离子共同存在，那么离子膜会受到更加严重的负面影响。以硅离子为例，硅离子自身并不会危害离子膜，一旦有氯离子、镁离子、钙离子与其共存，那么电流效率便会大幅降低。

在盐水中，若镁离子、钙离子质量浓度过高，则会导致离子膜出现一个杂质层，增加电解槽的电压并降低其电流效率。其中，钙离子对降低电流效率影响较大，对增加电解槽的电压影响较小，而镁离子对增加电解槽的电压影响较大，对降低电流效率的影响较小。与此同时，若硫酸根质量浓度过高，则会导致离子膜出现沉淀或结晶，在一定程度上降低电流效率。除此之外，若氯酸盐质量浓度超过每升6克，则盐水中将会大量积累氯酸盐。

三、处理盐水质量影响的有效途径

为了消除离子膜受到的盐水质量影响，采取的途径是碳素过滤器、澄清桶相结合的杂质处理工艺。

（一）镁离子的处理

通常来讲，氧化物这一存在形式是镁离子在原盐里的主要形式，在制作过程中，需要将烧碱溶液添加到粗盐水中，让粗盐水出现一种氢氧化镁沉淀，这种沉淀具有不溶解性^[1]。要想使其完全、充分地反应，通常需要对过量氢氧化钠的情况加以控制。在该反应中，整体速度相对较快，反应能够完成于一瞬间。

（二）氯酸盐的处理

伴随时间的推进，氯酸盐会越来越多地积累于盐水里。如果想让隔膜装置、离子膜装置这两种生产装置能够在盐水里共存，应运用分流法来降低氯酸盐的综合指标。若不存在隔膜生产系统，那么可通过把酸添加到电解槽的方式来分解氯酸盐。在多道处理工序完成后，一次盐水的pH值应处于9到11的范围间，碳酸钠质量浓度应处于每升0.4克到0.6克的范围间，氢氧化钠质量浓度应处于每升0.2克到0.6克的范围间，硫酸根离子质量浓度应低于每升5克，不含有游离氯，且悬浮物质、镁离子、钙离子质量分数也应达到一定标准。

由于盐水悬浮物的过滤需要通过碳素过滤器来完成，若过滤器存在预涂不佳、涂层脱落等问题，那么盐水会携带纤维素一起流入树脂塔内。树脂塔能够发挥清除镁离子、钙离子等多种金属离子的作用，让盐水达到二次精制这一效果。一旦树脂塔中有纤维素流入，那么一个胶状膜便会生成于树脂表层，极大地增加前塔的整体压力，致使树脂发生破碎的现象，其危害极为严重。

要想降低前塔的压力，就应对单个树脂塔进行反洗。纤维素在反洗时会伴随盐水翻腾和波动，容易波动到分水帽的部位，在长时间积累的作用下，这些纤维素会变为较大硬块，让树脂应有的作用全部丧失。与此同时，树脂和部分纤维素相互混合，除了镁离子、钙离子外，许多离子能力大幅度减弱，从而导致杂质在二次盐水中的含量远远超过正常标准，因此应先将树脂塔里各种纤维素清除。除此之外，由于树脂清除镁离子、钙离子难以完成于规定时间范围，因此应通过双倍再生法将树脂原有的功能恢复。

（三）钙离子的处理

通常来讲，硫酸钙、氧化钙等存在形式是钙离子在原盐里的主要形式，在制作过程中，需要把盐酸纳溶液添加到粗盐水中，让粗盐水出现一种碳酸钙沉淀，这种沉淀具有不溶解性。要想使其完全、充分地反应，通常需要对过量碳酸钠的情况加以控制。在该反应中，整体速度相对缓慢，温度会在很大程度上影响反应的整体速度^[2]。通常需要处于50摄氏度且具备过量碳酸钠的前提下，经过0.5小时后即可实现完全、充分地反应。

（四）硫酸根的处理

硫酸根在盐水中不可有太高的含量，如果硝酸根浓度大于每升7克，那么电流的效率将会受到巨大影响。与此同时，含有过高的硫酸根将会降低原盐的综合溶解度，因此将氯化钡添加到盐水里，和硫酸根一起在盐水里进行反应，让盐水出现一种硫酸钡沉淀。需要注意的是，不可过量添加氯化钡，如果其添加过量，那么离子负荷将会大幅增加。若电解槽中进入了氯化钡，那么氢氧化钠就会和钡离子发生反应，出现一种氢氧化钡身沉淀，该沉淀能够使离子膜的各个膜孔遭到堵塞，让氢氧化钠产生严重的浪费，从而使电流效率大幅降低。

结语：总而言之，研究处理盐水质量影响的有效途径具有重要的意义。相关人员应对当前盐水质量的概况有一个全面了解，充分把握盐水质量对离子膜产生的主要影响，能够通过镁离子的处理、氯酸盐的处理、钙离子的处理、硫酸根的处理等方式来处理盐水，从而让盐水质量满足生产要求，使离子膜平稳运行得到保证。

参考文献：

[1]廖英,余晓平,胡海清,等.离子膜烧碱生产工艺盐水中微量碘的催化动力学分析方法研究[J].天津科技大学学报,2019,33(01):36-40+65.

[2]董辰生,刘康,高红荣,等.氯碱离子膜面电阻的测试方法及其在不同条件下的影响因素[J].氯碱工业,2019,53(05):16-18.