膜法制盐与制碱组合分析

膜法制盐与制碱组合分析

张万

天津长芦汉沽盐场有限责任公司

摘要：运用滩晒方法，可从海水中制得海盐，而海盐可用于纯碱的制造。新型的盐碱联合与制碱组合协同发展，不仅具有重要的经济意义，还可节约大量盐田资源，具有重要的社会效益。本文对制盐、制碱组合技术进行分析，以实现对生产工艺的优化，提高生产效率与产能。

关键词：膜法制盐；制碱组合；滩晒真空制盐

1盐碱生产环境概述

某地临海且经多年的发展，已拥有成熟的海水处理系统。近期又规划建设一个大型的海水淡化装置，以更好地满足人们的生产生活对水资源的需求。该地工业园区分布着两个规模较大的制碱企业，每年需要80万t的盐才能满足生产要求。本地的制盐企业数量不多且规模较小，每年盐的供应量存在30万t的缺口。对于两个制碱企业而言，找到稳定的盐供应商成为工作的重点。考虑到未来该地区的海水淡化装置投产后会排放较多的浓盐水，且本地的制盐、制碱企业距离不远，做好技术攻关，实现制盐、制碱联合生产，成为应对盐供应量不足的重要举措。

2膜法制盐分析

2.1滩晒真空制盐

传统海盐滩晒生产工艺以海水为进料，经逐步逐格风吹日照自然蒸发，将海水浓缩至氯化钠饱和，用饱和卤水灌入结晶池制盐。运用反渗透技术对海水进行淡化处理时，排出的海水在化学构成上和海水浓缩水一致，不过其含盐量却得到了明显的提升，因此，使用反渗透技术排出的海水制盐不仅可行，而且会使盐产量得到很大的提升。初步估算使用反渗透技术排出的海水制盐，使用和以往同样面积的盐田，则盐产量可提高一倍左右。假设淡化装置每天可淡化5万t的海水，则每天产生的浓海水超过6万t。若将其引入盐田滩晒，每年的盐产量将超过50万t。另外，为满足制碱对盐质量的要求，可以以饱和卤水为原料进行真空制盐，不仅能提高产能，而且盐的品质可以得到保障。

2.2渗析真空制盐

电渗析制盐技术可以以反渗透技术排出的浓海水为原料。反渗透技术排出的浓海水不仅在质量上能够满足电渗析制盐要求，而且因其含盐量较多，可很好地减少电渗析制盐过程中浓缩时的能耗。另外，生产过程中排出的淡盐水可利用反渗透技术继续处理。电渗析产生的浓盐水经真空处理后可获得精度较高的盐。此外，经电渗析处理后的海水还含有较多的K＋，经真空制盐可将钾离子提取出来生产钾盐，有助于经济效益的进一步提高。综合来看，将上述制盐技术有机整合，形成联合制盐体系，不仅能提高海水资源的利用率，还能很好地提高制盐产量。

2.3离子交换膜法

离子交换膜法制烧碱是世界上比较先进的电解制碱技术。离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。电解槽的阳极由金属钛网制成，为了延长电极的使用寿命和提高电解效率，钛阳极网上涂有钛、钌等氧化物涂层；阴极由碳钢网制成，上面涂有镍涂层。阳离子交换膜将电解槽隔成阴极室和阳极室。其有一种特殊的性质，即只允许阳离子通过，阻止阴离子和气体通过，也就是说只允许Na^＋通过，而Cl^－，OH^－和气体则不能通过。这样既能防止阴极产生的H₂和阳极产生的Cl₂混合而引起爆炸，又能避免Cl₂和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。精制的饱和食盐水进入阳极室，纯水（加入一定量的NaOH溶液）进入阴极室。通电时，H₂O在阴极表面放电生成H₂，Na^＋穿过离子膜由阳极室进入阴极室，导出的阴极液中含有NaOH，Cl^－则在阳极表面放电生成Cl₂。电解后的淡盐水从阳极导出，可重新用于配制食盐水。电解法制碱的主要原料是饱和食盐水，由于粗盐水中含有泥沙，精制食盐水时经常施行以下措施：

（1）过滤海水。

（2）加入过量氢氧化钠，去除钙、镁离子，过滤。①Ca^2＋＋2OH－=Ca（OH）₂（微溶）；②Mg^2＋＋2OH－=Mg（OH）₂↓；③MgCO₃+2H₂O=Mg（OH）₂＋H₂O＋CO₂。

（3）加入过量氯化钡，去除硫酸根离子，过滤。Ba^2＋＋SO4^2－=BaSO₄↓。

（4）加入过量碳酸钠，去除钙离子、过量钡离子，过滤。

①Ca^2＋＋CO₃^2－=CaCO₃↓，②Ba^2＋＋CO3^2－=BaCO₃↓。

（5）加入适量盐酸，去除过量碳酸根离子。2H^＋＋CO₃^2－=CO₂↑+H₂O。

（6）加热去除二氧化碳。

（7）送入离子交换塔，进一步去除钙、镁离子。

（8）电解。2NaCl+2H₂O=H₂↑+Cl₂↑+2NaOH。

离子交换膜法制碱技术具有设备占地面积小、能连续生产、生产能力大、产品质量高、能适应电流波动、能耗低、污染小等优点，是氯碱工业发展的方向。

3盐、碱组合分析

在采用联碱法生产纯碱时，以上述联合技术产出的盐为原料，构成制盐、制碱的联合生产体系，可减少不必要的生产环节，保证制碱产量。经过电渗析技术处理获得的精制盐水，可供该地区制碱企业直接使用。对该地区的两家制碱企业而言，若能实现其与膜法制盐技术的有机融合，可以对生产工艺做适当的调整，实现与膜法制盐工艺的无缝对接，不仅能有效地减少投入，而且不用担心盐供应量不足的问题。另外，在制碱时实现与废液滩晒盐钙联产还能获得氯化钙等产品，能大幅度减少废水的排放，拓展新的利润增长点。

4膜法制盐与制碱组合技术应用策略

4.1加强培训，提高技术人员操作水平

一方面，注重相关技术的培训。组织相关技术人员开展膜法制盐、制碱组合技术培训活动，尤其要做好新设备操作知识的讲解，使其明确设备参数表示的含义、掌握相关的操作技巧。另一方面，根据膜法制盐、制碱组合实际情况制定相关的技术操作规范，要求技术人员认真学习，遵守规范内容。另外，为提高技术人员操作水平，还应注重定期组织技术人员到同类企业参观考察，学习先进的经验。

4.2优化组合方案

制盐、制碱应用的技术与设备不同，因此，实现膜法制盐与制碱的组合需结合实际情况做好充分的论证与研究，以确定最佳的组合方案。一方面，制盐、制碱的组合投入较大，因此，在组合的过程中不能盲目，企业应做好组合技术的分析，做好重点技术的攻关，尤其应注重从经济投入、投入回报等方面进行综合考虑。同时，做好组合企业的沟通，明确企业的出资比例、利润分成以及运营过程中各自的职责。另一方面，应与当地政府部门进行积极的沟通，以获得其相关支持。在综合分析各种因素的基础上，拟定相关的组合方案，并由企业、政府部门、技术专家等共同商讨，对方案的细节进行优化、调整，保证组合方案科学、合理。

4.3加强先进设备的应用

在膜法制盐、制碱组合过程中，为保证两项工艺间的无缝融合，应做好相关设备的改进。一方面，组合过程中不可避免地需要对一些设备进行改进，以更好地适应新的生产方式。企业应做好现有生产设备的研究，明确哪些设备需要在组合过程中进行改进或更换、需要及时与供货商联系进行采购并按照实施方案进行安装、调试等。另一方面，从整个组合工艺入手，分析生产运行中可能遇到的问题，并及时采取措施对相关环节、相关设备进行优化。此外，为保证整个生产活动安全、稳定地开展，应做好相关环节的试运行，发现问题及时解决。

5结语

将制盐、制碱联合起来不仅能提高盐、碱的生产效率，还能避免原材料的浪费，前景广阔。在与制盐工艺组合的过程中，既要充分利用现有资源，又要做好相关的技术攻关，以不断提高生产产量。

[参考文献]

[1]海水淡化浓盐水制碱工艺研究[J].王松晓,谢智勇,李治水.天津科技.2019(11)

[2]膜技术在盐及盐化工产业中的应用[J].柴子华,李明明.盐科学与化工.2018(05)