鹽水質(zhì)量對(duì)離子膜的影響及處理

1、第 4 5卷 第 l 2期 2 0 0 9年 1 2月氯堿 工 業(yè) C h l o r — Al k a l iI n d u s t r yVo 1 ． 4 5，No ． 1 2De c ．， 2 0 0 9鹽水質(zhì)量對(duì)離子膜的影響及處理周 亮 ( 四平昊華化 工有限公司， 吉林 四平 1 3 6 0 0 1)[ 關(guān)鍵詞 ] 鹽水精 制 ； 雜質(zhì) ； 離子膜 [ 摘 要 ] 介 紹四平昊華化工有 限公 司對(duì)鹽水 中雜質(zhì)的處理方法

2、。[ 中圖分類號(hào) ] T Q 1 1 4 ． 2 6 1[ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 ] B[ 文章 編號(hào) ] 1 0 0 8 — 1 3 3 X ( 2 0 0 9 ) 1 2 — 0 0 1 1 — 0 2I n f l u e n c e so fb r i n eq u a l i t yo ni o n - e x c h a n g em e m b r a n ea n dt h et r e a t m e n tm e t h o

3、dZ HOU L i a n g( S i p i n gH a o h u aC h e mi c a lI n d u s t r yC o ． ， L t d ． ， S i p i n g1 3 6 0 0 1 ，C h i n a )Ke yw o r d s ：b r i n ep u r i f i c a t i o n；i mp u r i t y ；i o n — e x c h a n g eme mb r a

4、n eAb s t r a c t ： T h eme t h o do ft r e a t i n gi mp u r i t i e sc o n t a i n e di nb r i n e ，w h i c hi sc a r r i e do u tb yS i p i n gHa o h u aC h e mi c a lI n d u s t r y C o ． ，L t d ．，a r ei n t r o d u

5、 c e d ．1 鹽水質(zhì)量對(duì)離子膜 的影 響 在離子膜制堿技術(shù) 中， 鹽水質(zhì)量直接影響電解 槽 的電流效率 、 槽 電壓 ， 也會(huì)給離子膜造成不可逆轉(zhuǎn) 的惡化 ， 因此控制鹽 水質(zhì)量是延 長(zhǎng)膜壽命 的關(guān)鍵。鹽水 中含有鈣 、 鎂 、 鍶、 鋁 、 鐵 、 鎳 、 碘等離子 以及亞硫 酸根 ， 它們進(jìn)人膜中就會(huì)以氫氧化物 、 硫酸鹽的形式 沉積在膜上。這些離子同時(shí)存在時(shí)影響會(huì)更大 。如 硅本身無害 ， 但硅與鈣 、 鎂、 鍶 、 鋁共存

6、就會(huì)引起 電流 效率下降 ， 這些離子 的影響情況具體如下。( 1 ) T i ¨ 、 V ¨ 、 C r “ 、 M o “ 、 W 和 C 0容許存 在于鹽水 中的質(zhì)量濃度低于 1 1m g ／ L ， 高于或 等于 此值 ， 上述離子就會(huì)在膜上形成雜質(zhì)層 。( 2 ) F e容許存在于鹽水中的質(zhì)量濃度為 4 4—5 5g ／ L ， 超出此范圍 ， F e就會(huì)在膜上形成雜質(zhì)層 。含量低時(shí)只影響槽電壓 ， 含量高

7、時(shí)則影響電流效率 。( 3 ) c a ¨ 、 M g容許存在于鹽水 中的質(zhì)量 濃度 為 2 2 ～ 3 3g ／ L ， 超 出此范 圍， c a ¨ 、 M g ¨就會(huì) 在膜 上形成雜質(zhì)層 ， 使槽 電壓升高， 電流效率下降。c a的存 在 主要 使 電流 效率 下 降 ， 槽 電壓 略 有 升 高；M g的存在 主要使 槽 電壓升高 ， 電流效率 略有 下 降。( 4 ) N i ¨容許存在

8、于鹽水 中的質(zhì)量濃度為 2 O一5 5 0g ／ L ， 超 出此范 圍， N i就會(huì) 在膜 上形成 雜質(zhì) 層 ， 主要影 響槽 電壓。( 5 ) S r ¨容許存在于鹽水 中的質(zhì)量濃度為 5 5 —5 5 0g ／ L ， 超 出此范圍， S r 2就會(huì)在膜 內(nèi)形成結(jié) 晶和 沉淀， 使槽 電壓升高 、 電流效率下降。( 6 ) B a ¨容許存在 于鹽水 中的質(zhì)量濃度 為 1 l 0～ 11 0 0g ／ L ，

9、超 出此范圍， B a就會(huì) 在膜 內(nèi)形成結(jié) 晶和沉淀 ， 使槽電壓略有升高 ， 電流效率略有下降。( 7 ) A l ¨容許存在于鹽水 中的質(zhì)量濃度為 5 5—1 1 0g ／ L ， 超 出此范圍 ， A l ¨就會(huì)在膜內(nèi)形成結(jié)晶和 沉淀 ， 使 電流效率下降。( 8 ) S i O容許存在于鹽水 中的質(zhì)量濃度 為 5 ． 5— 1 1m g ／ L ， 超 出此范圍 ， S i O ： 就會(huì)在膜內(nèi)形成結(jié) 晶和沉淀

10、 ， 使電流效率下降。( 9 ) I 一 容許存在于鹽水中的質(zhì)量濃度為 0 ． 4 4～1 ． 1m g ／ L ， 超 出此范 圍， I 一 就 會(huì)在膜 內(nèi)形 成結(jié) 晶和 沉淀 ， 使 電流效率下降。( 1 0 ) s O ： 一 容許存在于鹽水中的質(zhì)量濃度為3 ． 3～ 5 ． 5g ／ L ， 超出此范 圍， s O一就會(huì)在膜內(nèi)形成結(jié) 晶和沉淀 ， 使電流效率下降。[ 作者簡(jiǎn)介 ] 周 亮 ( 1 9 7 3 一 ) ， 男 ，

11、助理工程師 ， 1 9 9 5 年畢業(yè) 于四平輕化工學(xué)?；C(jī)械加工 制造 專業(yè) ， 現(xiàn)為 四平 昊華 化工有限公司主控員 。[ 收 稿 日期】 2 0 0 9— 0 8 — 3 11 1氯 堿 工業(yè)2 0 0 9 皇 ( 1 1 ) C l O ；容許存在于鹽水 中的質(zhì)量濃度是低 于 6L ， 超出此范圍， C 1 0 3 - 就會(huì)在鹽水系統(tǒng)積累。( 1 2 ) H g “容許存 在于鹽水 中的質(zhì)量濃度不大 予 3m g ／ L，

12、 超 出此范 圍 ， H g 2就會(huì) 透過離 子膜 ， 沉 積 在陰極上， 使 陰極過 電壓 升高， 故 主要使槽 電壓升 高。當(dāng)汞在陽極液消失后 ， 槽電壓會(huì)依陰極材料 的原鹽 不同而不同程度地下降。( 1 3 ) 如果有 F e ( C N ) 6 一 存在 ， 則在 陽極室氰基 被氧化 ， 釋放出的鐵就會(huì)進(jìn)入酸性鹽水中。2 鹽水工序除雜方法 ．鹽水工序采用澄清桶和碳素?zé)Y(jié)管過濾器結(jié)合 的方法去除雜質(zhì) ， 其工藝流程見圖 1 。碳

13、酸鈉 隔 膜 蒸發(fā)回收液 溶 液 電解液 助沉劑 鹽酸 圖 1 鹽 水 工序 工 藝 流 程 圖 ( 1 ) 除鈣。 鈣離子一般以氧化鈣和硫酸鈣的形1 × 1 0 ～ ， s O ； 一 的質(zhì)量濃度不高于 5g ／ L ， 懸浮物質(zhì)式存在于原鹽 中， 精制時(shí)向粗鹽水 中加入碳酸鈉溶 量分?jǐn)?shù)不高于 1 × 1 0 一， 游離氯含量 為 0 ， N a O H質(zhì) 液， 使其生成不溶性 的碳 酸鈣沉淀。為 了使反

14、應(yīng)完 量濃度為 0 ． 2～ 0 ． 6g ／ L ， N aC O ， 質(zhì)量濃度為 0 ． 4一全 ， 一般控制碳酸鈉過量 。本反應(yīng)速度較慢 ， 反應(yīng)速 0 ． 6g ／ L ， p H值為 9～ 1 1 。因采用碳素?zé)Y(jié)管過濾器 度受溫度影響較大。一般在 5 0c I = 左右 ， 在碳酸鈉過 濾除鹽水中的懸浮物 ， 過濾器涂層脫落或預(yù)涂效果 量的情況下需0 ． 5h 方能反應(yīng)完全。不好會(huì)使纖維素隨鹽水進(jìn)入樹脂塔 中。樹脂塔主要

15、 ( 2 ) 除鎂。 鎂離子常以氧化物的形式存在 于原 用于去除 c a “、 M g等金屬離子， 達(dá)到鹽水二 次精 鹽中， 精制時(shí)向粗鹽水 中加入燒堿溶液生成不溶性 制的 目的。由于纖維素進(jìn)入樹脂塔會(huì)在樹脂表層形 的氫氧化鎂沉淀 。為 了使反應(yīng)完全 ， 控 制 N a O H過 成膠狀膜 ， 致使樹脂塔前塔壓力升高 ， 這樣會(huì)造成樹 量， 本反應(yīng)速度快 ， 幾乎瞬間完成。脂破碎 ， 產(chǎn)生的更大危害是為了使壓力下降 ， 必須要 (

16、 3 ) 除硫酸根。鹽水 中 的硫 酸根含 量不 能過 反洗樹脂塔單塔。在反洗過程 中， 纖維素隨鹽水 向高 ， 若其質(zhì)量濃度超過 7L將影響電流效率， 硫酸 上翻騰而落在塔底分水帽處 ， 因長(zhǎng)期積壓而形成硬 根含量高還會(huì)使原鹽溶解度降低 ， 所 以向鹽水 中加 塊 ， 樹脂完全失去作用。另外 ， 由于少量纖維素與樹 入 B a C 1， 與 其 中 的硫 酸 根生 成 B a S O沉 淀 。但 脂混合在一起， 樹脂塔除 c

17、a ¨ 、 M g等離子 的能力 B a C 1不能加入過量 ， 否則會(huì)增加 二次鹽水工序離 減弱 ， 這樣會(huì)使二次精制鹽水雜質(zhì)含量超標(biāo) ， 故而須 子交 換 樹 脂 的 負(fù) 荷 。一 旦 進(jìn) 入 電 解 槽 ， B a 。和 先去除樹脂塔 中的纖維 ； 又因?yàn)闃渲荒茉谝?guī)定時(shí) N a O H反應(yīng)生成 B a ( O H)沉淀， 不但會(huì)堵塞膜孔 ，間去除 C a “ 、 M g， 故而須采用雙倍再生的方法恢 而且會(huì)浪費(fèi) N

18、 a O H， 還會(huì)降低電流效率。復(fù)樹脂的功能。( 4 ) 鹽水中的氯酸鹽會(huì)隨生產(chǎn)時(shí)問的延長(zhǎng)而積 3處理效果 累， 如果離子膜法生產(chǎn)裝置和隔膜法生產(chǎn)裝置共存 ，采用上述方法對(duì)鹽水進(jìn)行處理 ， 四平吳華化工 可采用分流方式 ， 使氯酸鹽指標(biāo)降下來 。如果無隔 有限公司的鹽水質(zhì)量達(dá)到了生產(chǎn)的要求， 保證 了離 膜法燒堿生產(chǎn)系統(tǒng) ， 就采用 向電解槽多加酸的方法 子膜制堿系統(tǒng)的正常運(yùn)行 。促使氯酸鹽分解。經(jīng)過鹽水工序 的一系列處理 ，

19、一 次鹽 水 組 成 達(dá) 到 ： c a “、 M g質(zhì) 量 分 數(shù) 不 高 于 ． ·‘· ． ．． ．“． ． ·‘· 。 ．，· ． ．“． ． · ‘· ． ． ·‘ 。． ．“·．· ． ．· ． ．“· ． ． · ‘· ． ．· ． ．． ．· ．．． ．·

20、; ． ．· ． ． · ‘· ． ． ． ‘． ．，．． ．· ．． ( 上接第 1 O頁) 更重 要的是現(xiàn)場(chǎng) 的環(huán)境得 到 了凈 化 ， 節(jié)約了資源。( 3 ) 以上方案實(shí)施后 ， 鹽泥含鹽質(zhì)量濃度 由原 來 的6 0g ／ L下降到 1 5g ／ L ， 有 效地節(jié)約 了原鹽資 1 2[ 編輯 ： 費(fèi)紅麗]源 ， 年節(jié)約資金約 7萬元； 同時(shí)， 鹽 泥經(jīng)壓濾脫水 干 化后 ， 大大減輕了對(duì)