粉碎洗涤技术在食用盐行业和联碱用洗涤盐行业中的应用差异.pdf

收稿日期：2023-08-24作者简介：颜亚盟（1984），女，河北保定人，硕士，高级工程师，主要从事卤水、盐及盐化工行业技术的研究、咨询及设计工作。联系方式：022-60718665，15822453582粉碎洗涤技术在食用盐行业和联碱用洗涤盐行业中的应用差异颜亚盟，李广林，张仂，任青考（中盐工程技术研究院有限公司，天津市盐化工企业重点实验室，天津300450）摘要：粉碎洗涤技术主要以原盐为原料，进行加工洗涤处理，以提高原盐的品质，在食用盐行业广泛用于加工制取粉洗精盐产品或腌制盐产品，同时还可为联碱生产提供所需的洗涤盐产品。文章浅析了粉碎洗涤的工艺原理，并从产品质量要求的差异、工艺处理方法的差异和消耗及成本方面的差异阐述了粉碎洗涤技术在食用盐行业和联碱用洗涤盐行业中的应用差异。关键词：粉碎洗涤技术；原盐；食用盐；联碱生产；洗涤盐中图分类号：TS362文献标识码：B文章编号：2096-3408（2024）03-0035-04Difference of Application of Crushing and WashingTechnology in Edible Salt Industry and Washed Salt forCombined Alkali IndustryYAN Yameng，LI Guanglin，ZHANG Le，REN Qingkao（Engineering Technology Institute Co.，Ltd.of CNSIG.，Tianjin Key Laboratory of Salt Industry.，Tianjin 300450，China）Abstract：The crushing and washing technology is a method to process and wash raw salt，inorder to improve the quality.It is widely used in the edible salt industry to obtain the refined salt orcuring salt products，and it can also provide the washed salt products for the combined alkali production.In this article，the principle of the crushing and washing technology is analyzed.Also theapplication difference of the technology in edible salt industry and washing salt for combined alkaliindustry is expounded from the differences of product quality requirement，process treatment，andconsumption and cost.Key words：The crushing and washing technology；Raw salt；Edible salt；Combined alkaliproduction；Washed salt1前言粉碎洗涤技术是以原盐为原料，采用粉碎、洗涤工艺对原盐进行加工处理，除去原盐中的泥沙等不溶物和可溶性杂质，提高原盐的质量。在海盐、湖盐生产区或矿卤滩晒制盐区，粉碎洗涤技术广泛用于加工制取粉洗精盐产品或腌制盐产品，因此在食用盐行业，其技术成熟可靠且不断持续改进。同时在联碱生产中，采用粉碎洗涤技术，对原盐进行粉碎、洗涤、磨碎、洗涤、脱水工艺去除钙、镁和硫酸根离子等杂质和不溶物，可为联碱生产提供所需的洗涤盐产品，节能降耗，降低投资和生产成本。两者工艺原理大体相同，但在具体的产品质量要求、盐科学与化工Journal of Salt Science and Chemical Industry第53卷第3期2024年3月35盐科学与化工第53卷第3期2024年3月工艺流程和设备配置上稍有差别。2粉碎洗涤技术的工艺原理以海盐为例，浅谈对粉碎洗涤工艺原理的认识。海水经自然蒸发和结晶，受生产中不同控制工艺和操作标准影响，同时受外界环境影响，所产的原盐质量有所差别。但其质量应符合 GB/T 54622015工业盐 中日晒工业盐的相关质量等级。原盐中的主要成分为氯化钠（其氯化钠平均含量多在9596%之间），同时还含有Ca2+、Mg2+、SO2-4、K+等可溶性杂质（其含量总和为0.8%1.6%）及泥沙、碎屑等固形不溶性杂质（其含量在0.5%以下）。海水在滩晒制盐过程1中，在晶体的生长和生成后期或受外界应力的影响下，往往会存在一些缺陷，其包裹一些结晶母液或外来杂物。因此其杂质分布不仅在晶体的表面和一些裂隙中，原盐晶体内部也存在一些可溶性杂质离子和不溶物，但其占比一般在10%15%之间。采用粉碎洗涤的方法，可将大块的原盐破碎成合适的粒径范围，从而对原盐表面及内部进行洗涤，降低杂质含量。在洗涤过程中需加入饱和的卤水进行洗涤，氯化钠固体不溶解，可使泥沙和碎屑等不溶性杂质通过淘洗、悬浮作用大部分随溢流排出，而一些可溶性杂质如 Ca2+、Mg2+、SO2-、K+等，通常按折合成CaSO4、MgSO4、MgCl2、KCl等化合物，根据其在卤水中的不同溶解度，通过卤水的洗涤溶解、外加悬浮溢流、脱水分离等可去除大部分杂质。这里由于硫酸钙和其他镁盐、钾盐等性质的差异，去除原理有所不同。根据海水蒸发浓缩析盐规律，在海水滩晒制盐中、在氯化钠未饱和前，硫酸钙约有80%析出，并在氯化钠结晶过程中卤水相对浓度至30Be时全部析出，因此硫酸钙在原盐中主要以固体形式存在。而卤水中的MgSO4、MgCl2、KCl等在氯化钠已析出时还未饱和，不能以晶体形式析出，在滩晒制得的海盐中只是以母液夹带的形式残存于原盐。由实验测得，在25、313 g/L氯化钠溶液中硫酸钙的溶解度为 5.27 g/L2，在粉碎洗涤过程中，硫酸钙有一部分溶解在卤水中，同时由于其晶体粒度大多在 0.1mm以下，颗粒较细，沉降速度较慢3，另一部分则悬浮于洗涤卤水中，可通过漂洗溢流与盐分离。而MgSO4、MgCl2、KCl等在卤水中的溶解度较大，原盐中夹带的此类母液杂质通过洗涤卤水的稀释溶解和脱卤分离，大部分可去除。表1为初始洗涤卤水中可溶性杂质含量及在卤水中的溶解度数据。表2为海水滩晒饱和卤水和苦卤的组成。由表1可以看出，在纯氯化钠的溶液中，MgCl2、KCl的溶解度比CaSO4的溶解度要大很多。初始洗涤卤水中主要以 NaCl 为主，其他杂质含量相对较少，且未达到饱和。从表2看出，以海水滩晒饱和卤水和苦卤的成分为借鉴，在多元体系中MgSO4的浓度较高，可推知其溶解度较大。在粉碎洗涤过程中，由于洗涤卤水循环利用，其中的MgSO4、MgCl2、KCl的浓度不断提高，当到达一定值时将不利于原盐质量的提升，因此失去了洗涤作用，需要进行外排。3在食用盐行业和联碱用洗涤盐行业中的应用差异3.1产品质量的要求差异在食用盐行业，采用粉碎洗涤技术生产的食盐产品，其质量标准一般执行国家 GB/T 54612016食用盐 中有关指标要求，也可参照地方或企业标准。主要是对氯化钠含量、硫酸根、水不溶物、水分等指标做出推荐范围。其中粉洗精制盐一般可达到国家食用盐二级精制盐标准，较好的也可达到一级精制盐标准即氯化钠含量在98.5%以上。其产品的粒度范围可执行大粒、中粒和小粒三种规格。在表1初始洗涤卤水中可溶性杂质含量及其在卤水中的溶解度数据对比Tab.1The comparation of the content of soluble impurities in theinitial washing brine and the solubility in the brineg/L项目初始洗涤卤水浓度在纯氯化钠溶液中的溶解度氯化钠浓度CaSO40.75.27313MgSO40.38MgCl21.2667275KCl145304NaCl300备注以某厂原盐化盐为例0.9 mm粒度0.450.9 mm粒度0.45 mm洗涤盐控制指标（湿基）96.50.090.060.250.15411585精制工业湿盐优级指标GB/T 5462201596总量0.300.500.053.00精制工业干盐优级指标GB/T 5462201599.1总量0.250.300.050.30某厂井矿盐质量99.50.010.010.030.010.010.150.85表4洗涤盐质量控制指标和精制工业盐指标对比Tab.4Comparison of quality indicators between washed salt andrefined industrial salt37盐科学与化工第53卷第3期2024年3月用盐中，洗涤卤水可循环使用，当达到一定浓度时可外排至盐田。而在联碱生产中，在碱厂距离盐场较远的情况下，需要对洗涤后的脏卤进行精制处理。如有氨碱生产线同时运行的情况，可实现脏卤的循环利用。粉碎洗涤技术生产食用盐及联碱用洗涤盐工艺流程框图分别见图1、图2。3.3消耗和成本的差异目前采用粉碎洗涤技术生产食用盐的企业，其装置规模多在1030万t/a，而联碱生产纯碱的规模多在百万 t 级左右，因此对原料盐的需要量较大。受装置规模影响，在食用盐行业，其单位产品的消耗相比在联碱用洗涤盐行业中的消耗高些，其直接成本要高17元/t。但是在联碱用原料盐中，采用粉碎洗涤技术生产洗涤盐工艺与原盐化卤重新蒸发结晶再制精制工业盐工艺（MVR）相比，其投资和成本要相对较低，其直接成本要低150元/t。表5为消耗和成本对比表。4结语1）在产品质量上，采用粉碎洗涤技术生产食用盐与联碱用洗涤盐相比，主要是对钙、镁、硫酸根离子及粒度的要求，联碱用洗涤盐指标相对更严格且适应盐析结晶工序的工艺要求。2）在工艺处理方法上，采用粉碎洗涤技术生产食用盐与联碱用洗涤盐相比，主要是在对原盐的粉碎处理和对洗涤卤水的处理上有所不同。3）在消耗和成本方面，受规模影响，采用粉碎洗涤技术生产食用盐与联碱用洗涤盐相比，其直接成本要高17元/t。但是在联碱用盐中，与原盐化卤重新蒸发结晶再制精制工业盐工艺（MVR）相比，投资和成本要相对较低，直接成本要低150元/t。参考文献1薛自义，关岳，王中秋，等.制盐工业手册 M.北京：中国轻工业出版社，19942颜亚盟，张仂.硫酸钙在盐水中的溶解度及溶度积实验研究 J.盐业与化工，2014，43（11）：27-293颜亚盟，任青考.不同温度下硫酸钙在盐水中的沉降速率实验研究 J.盐科学与化工，2018，47（6）：24-274夏亭，邹丹丹，单晓东.联碱系统钙镁杂质含量工艺查定 J.纯碱工业，2000（6）：38-405姜红.改进流程降低洗盐中水不溶物 J.纯碱工业，1999（5）：49-506颜亚盟，李广林，任青考.粉湿盐的生产特点及技术关键控制研究 J.盐科学与化工，2023，52（11）：38-41（编辑：丁捷）原盐原盐料仓皮带输送机一级螺旋洗盐机粗粉碎机二级螺旋洗盐机振动水筛精粉碎机搅拌槽逆流洗盐器离心脱水加碘包装食用盐产品干燥筛分图1粉碎洗涤技术生产食用盐产品工艺流程框图Fig.1Process flow fiagram for producing edible salt products usingcrushing and washing technology原盐原盐料仓筛分机粉碎机皮带输送机粗洗磨碎机漂洗离心脱水联碱用洗涤盐产品图2粉碎洗涤技术生产联碱用洗涤盐产品工艺流程框图Fig.2Process flow diagram for producing washed salt products forcombined alkali production by crushing and washing technology表5消耗和成本的对比表Tab.5Comparison table of consumption and cost项目建设投资单位产品投资烧碱（折纯）纯碱（折纯）蒸汽水电合计综合能耗食用盐行业食用盐（粉洗技术）数量10万t90 kg/t0.2 t/t28kWh/t12 kgce/t费用3 000万元300元/t18119.638.6元/t联碱用盐洗涤盐（粉洗技术）数量200万t0.2 t/t15kWh/t1.9 kgce/t费用20 000万元100元/t110.511.5元/t原盐化卤再制精制工业盐（MVR）数量100万t1.75 kg/t3.71 kg/t0.3 t/t0.4 t/t120kWh/t42 kgce/t费用34 000万元340元/t69.660284161.6元/t备注：电，0.7元/kWh；蒸汽，200元/t，水，5元/m3；烧碱、纯碱用量按卤水中Ca2+0.4 g/L、Mg2+0.15 g/L计算。38