技术讨论降低联碱法纯碱产品盐份的探讨王全(化工部大连化工研究设计院大连116023)摘要:分析了国内联碱法生产的纯碱产品盐份高于氨碱法的原因,提出了降低联碱法纯碱盐份的措施,介绍了重碱晶浆稠厚过滤工艺。主题词:联碱法产品质量稠厚过滤文章〔1〕提及纯碱产品化学组成中的主杂质NaCl含量与生产过程的碳化、过滤有关,并统计了近年我国氨碱法工厂和联合制碱法工厂纯碱产品的杂质含量,其中氨碱法纯碱产品的NaCl含量为015%～016%,联合制碱法高于氨碱法,为016%～018%,加上联合制碱法纯碱产品的杂质水不溶物亦高于氨碱法,已经开始危及部分联碱法纯碱销售。本文旨在向联合制碱工厂的经营决策者推荐重碱晶浆稠厚工艺,改进现行的重碱过滤操作,降低盐份,提高纯碱产品质量,以积极的姿态参与市场竞争。1重碱结晶及分离特点与其它从盐类混合物中析出某单一盐类结晶的过程一样,欲提高该单一盐类结晶产品的纯度或降低其它盐类杂质的残留量,通常的办法首先是改进结晶过程和设备,制造出颗粒粗大和分离、洗涤性能好的结晶产品;二要改善结晶悬浮液的分离和洗涤过程,降低杂质的残留量。传统的合成纯碱,包括氨碱法和联合制碱法纯碱生产的碳酸化重碱(碳酸氢钠)结晶过程所制得的重碱结晶以及重碱悬浮液的过滤具有以下特征:111母液残留造成纯碱含盐按照制碱化学反应NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl以及纯碱生产碳酸化过程的相图分析,反应完成物中的NH4Cl和NaCl均呈溶液状态,以总氯TCl表示的氯离子(NH4Cl+NaCl)浓度,氨碱法为97～98tt(4.85～4.90mol/l),联合制碱法为113～114tt(5.65～5.70mol/l),由于实际生产真空过滤机的转鼓上加洗水置换重碱滤饼中母液的洗涤过程不可能进行得十分完全,即分离后的重碱半成品中必然含有少量残留母液,便造成了重碱含氯,于是在煅烧炉中:NH4Cl+NaHCO3→NaCl+NH3↑+CO2↑+H2O↑;NaCl(l)→NaCl(s)重碱中的氯化物全部以固态NaCl的形式参杂于纯碱产品之中。112结晶细小,分离和洗涤性能差主要是经典的索尔维制碱理论权威性的束缚,时至一百三十余年后的今天,氨碱法和联合制碱法的碳酸化重碱结晶过程仍然在传统的索尔维碳化塔中进行。对于碳酸化重碱结晶过程而言,索尔维制碱理论显得陈旧和不足,甚至有误之处,而索尔维碳化塔则至少也是一种很不理想的重碱结晶设备〔2,3,4〕,所以制得的重碱结晶粒度细小,不均匀,小结晶较多,氨碱法生产的重碱结晶平均粒径为80～90μm,联合制碱331998年第4期©1994-2006ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net法为90～110μm;而且晶形较差,很不规则,尤其是细小结晶和碎晶,几乎无规整的结晶表面,因而分离和洗涤性能较差。11211真空过滤机的分离效果差由于结晶细小,且晶形差,很难直接采用连续推料离心机分离,即使二次分离工艺,将真空过滤机刮下的重碱滤饼再送进连续推料离心机进行第二次分离,也必须使用价格昂贵的三级推料离心机〔5〕。几乎所有的合成纯碱工厂都使用真空过滤机分离重碱结晶悬浮液。由于真空过滤的推动力相对较小,固液分离效果较差,重碱滤饼的含湿较高,氨碱法生产粗重碱的水份为14%～18%,联合制碱法生产为16%～20%。如前所述,洗水置换滤饼中母液的过程进行得不完全,所以总体而言重碱滤饼中的水实质上是洗水和残留母液的混合物,重碱水份越高,残留母液量越多,含氯越高。氨碱法生产粗重碱中的残留母液约01018～01021m3出碱液/t,联合制碱法生产为0.018～0.024m3取出液/t。11212重碱滤饼的洗涤效果差图1洗水置换滤饼中母液示意图如图1所示,真空过滤机转鼓上形成的重碱滤饼,结晶颗粒之间的排列有一定的空隙,组成了无数根纵横交错的毛细管,洗水加于滤饼表面并被抽吸进入滤饼内部,在毛细管中渗透,滞缓流动并置换其中的母液,最后穿透滤饼进入转鼓内腔被真空系统抽走。开始时被置换出的是母液,随着过程进行,由于发生洗水和母液的混合以及分子扩散作用,而后离开滤饼层的是母液和洗水的混合物(滤液),总的趋势是滤液中的氯根降低,表明重碱滤饼中的母液残留量减少,氯化物含量降低。重碱结晶颗粒在滤饼中的排列是不规则的,况且结晶粒度大小和晶形参差不齐,表面粗糙,凹凸不平,使得上述毛细管的排列杂乱无章,...
