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第42卷
中国井矿盐
ol.42
CHINA WELL AND ROCK SALT
浅析盐水中去除硫酸根离子的方法
王三敏
(中盐皓龙盐化有限责任公司技术中心,河南平顶山467000)
摘要:简要介绍了卤水中去除硫酸根离子的エ艺方法及各エ艺的特点,以供盐水净化时参考。
关键词:硫酸根高子;去除;化学沉淀法;冷冻法;膜分离法
中图分类号:TS3
文献标识码:B
文章编号:1001-0335(2011)02-0003-04
Brief Analysis on the Ways of Removal of Sulfate Ions in Brine
Wang Sanmin
(CNSIC Haolong Salt and Chemical Co, Ltd. Pingdingshan Hcnan 467001)
bstract: This paper briefly introduces the process methods of removing the sulfate ions in brine and the characteristics of dif-
ferent methods. which is of references for brine purification
Key words: sulfale ions, removal, chemical precipitation, freezing, membrane separation
前言
法、碳酸钡法)、冷冻法、离子交换法和膜分离法。
2.1化学沉淀法:是利用化学物质与硫酸根离子反
硫酸根是盐中一种常见的杂质离子,它的存在应生成硫酸盐沉淀,从而达到去除硫酸根的目的。
给许多化工操作带米不利影响:(1)比如在烧碱行2.1.1氯化钡法
业,由于硫酸根的存在将阻碍氯离子放电,促使氢
氯化钡法是用钡离子与盐水中的硫酸根离子
氧根离子放电产生氧气,降低阳极的电流效率,减发生反应生成沉淀,由于化合物硫酸钡的溶度积很
少氯气的纯度,导致阳极腐蚀加快;(2)与其它物质小,所以采用该法去除效果较好,2000年以前国内
形成三聚盐对离子膜的使用寿命造成影响;(3)在大部分氯碱企业采用该方法去除硫酸根。但是,使
制盐企业,硫酸根离子偏高,影响盐水中氯化钠含用该方法时应注意,要防止钡离子过量。因为过量
量,导致在生产过程中加热管结垢、堵塞,影响传热的钡离子会与电槽中的NaOH反应生成沉淀,堵塞
效率,浪费能源;(4)在纯碱行业,硫酸根的存在,将电槽隔膜。尤其重金属离子钡将会沉积在金属阳极
加剧蒸氨塔及输送管道的结垢,缩短生产周期。
表面,形成不导电的化合物,使阳极涂层活性降低,
而我们平顶山矿区的盐肉,属于石膏型卤水
电压升高。该法去除硫酸根离子,虽然效果好、反应
其中含有大量的硫酸钙(饱和的原囱含S042在2~率高,但是由于氯化钡属于剧毒物质,副产物及氯
5gL之间)。因此,在原卤未进行浄化的情况下,生化钡的包装袋回收较困难,给生产和现场管理带来
的成品盐中均含有一定量的硫酸根。两碱行业利较大难度。并且操作不当还会引起钡离子超标现
用此盐在进行生产时,均要控制盐水中的硫酸根离象,对离子膜造成伤害;其最大的缺点是使用成本
子在一定范围内。下面介绍几种去除卤水中硫酸根高,以10万a离子膜烧碱装置为例,每年处理的
离子的方法。
成本高达1100多万元。
2分离、去除硫酸根离子的方法
近年来随着离子膜烧碱业的快速发展,发现用
该方法去除盐水中的硫酸根离子,若盐水中存在碘
月前,比较成熟的分离、去除硫酸根离子的技离子,在电场作用下,两者极易在离子膜上形成
术方法主要有化学沉淀法(包括氯化钡法、氯化钙种高分子化合物Ba4Hu(Ooh,从而形成细小的颗粒,
作者简介:王?敏(1968-),女,本科,エ程师,现于中盐皓龙盐化有限责任公司技术中心从事技术管理工作。
2011年3月第2期
王三敏:浅祈盐水中去除硫酸根离子的方法
影响离子膜的效率。因此该方法也快速地被其他先交换后送往化盐工段,也可进一步冷却后送往化盐
进的方法取代。
工段。高芒硝含量盐水经二级冷却,第一级冷却是
2.1.2氯化钙法
与分离出的浆液热交換(8-10℃),温度从25℃冷却
该法是用钙离子与硫酸根反应生成硫酸钙沆至15℃;第二级冷却是与冷冻盐水热交换,进一步
淀,由于硫酸钙溶度积较大,尤其在盐水中的溶解冷却至8~10℃。该法优点是可以副产芒硝,去除效
度要增大三四倍,故该法去除不如氯化钡法彻底。果较好,能够满足电解所需盐水含硫酸根离子5gL
但是如果卤水使用量不大,经该法处理后的盐水中以下的要求。其缺点是投资大,需要离心机、冷冻
碗酸根离子的质量浓度也可达7gL以下的要求,一站、热交换器以及皮带运输机和配套的贮槽机泵
般情况下达不到5gL以下。该法去除硫酸根工艺与等,一次设备投资大,能耗高,原料中的质量浓度小
氯化钡法相似。氯化钙法去除硫酸根投资省,又因于25gL时没有经济性。
氯化钙价格相对便宜,因此有一定的竞争力。其缺2.3离子交换法
点是由于硫酸钙的溶度积较大,生成的硫酸钙是微2.3.1E304/88
溶沉淀,由于盐效应,在饱和盐水中溶解度高于水
离子交换法是德国拜耳公司开发的一项的除
溶液中2~3倍,因而去除硫酸根的效率不高,又増硫酸根的专利技术,去除硫酸盐所用的离子交换树
加了盐水中的钙离子,盐泥量增加并且很难处理,脂为 Lewatit E304/88,其官能团为聚酰胺。测试结果
不符合国家的减排政策,效果较氯化钡法差。
表明,氯化钠的质量浓度为100~150gL时,经过
2.13碳酸钡法
E304/88树脂交换,盐水中的硫酸盐的质量浓度降
磯酸钡法是利用碳酸钡与硫酸钡的溶度积差为约0.2g/L。当硫酸盐的质量分数达到约50%时,交
而实现分离倇酸根的目的。某化工股份有限公司发换周期完成,其交换容量约达15g/L树脂,然后用精
明了一种用碳酸钡士除盐水中的硫酸根的方法,其盐水返洗树脂。流出的硫酸盐可以冷冻生产芒硝
特征是:在碳酸钡混合槽里所装入65~80℃的离子也可不经回收直接排放掉。近几年来,日本钟渊化
膜烧碱装置的淡盐水或石棉隔膜烧碱装置的回收学工业公司开发的脱硫酸根离子的新型树脂具有
盐水中,盐水浓度在150~250gL,加人适量的碳酸吸附、脱附速率快,耐氧化、盐损小,操作方便等优
钡,在搅拌下使碳酸钡与盐水充分混合,制成碳酸点,是一种较好的除碗酸根离子的新方法。1997年
钡悬浊液;将碳酸钡悬浊液从上部加入到含有硫酸该公司高砂工业所开始成功地应用该树脂脱除盐
根及钙离子盐水的反应槽中,使盐水中的硫酸根与水中的硫酸根离子。
碳酸钡进行反应,反应时间为20~40min,反应槽内2.3.2BDS法
设有搅拌装置;反应槽的盐水经盐水泵打到澄清槽
本法采用的离子交换树脂对硫酸盐有选择性
的中心导流内桶中,盐水通过澄清槽进行分离,反能够吸咐盐水中的硫酸根,并依靠水先脱除硫酸
应后的盐水清液从澄清槽的上部溢流堰溢流到盐根,可再生、重复使用。它是日本三山公司与加拿大
水罐,再用化盐泵加入化盐桶化盐;澄清槽分离出的 EKOTIC公司合作开发的一项专利技术。它具有
的存在于澄清槽尖底中的未反应的碳酸钡则用沉以下特点:(1)盐水处理装置为扁平型;(2)固定床;(3)
淀泵打回到反应槽中进行重复反应。用比氯化