鹵水灘曬生產工藝探討

時間:2022-06-09 09:26:37

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鹵水灘曬生產工藝探討

摘要:文章從工藝分析、灘田結構及質量控制三個方面進行分析,結合鹽湖氣象條件,改進北方湖鹽生產工藝模式,探討以鹽湖鹵水為原料進行灘曬生產工藝。

關鍵詞:再生鹽;灘曬;灘田;生產工藝;質量

1前言

湖鹽的生產通常為采收—補水兩個步驟的循環過程,此過程簡單粗放,在自然環境好的鹽湖區域可降低生產成本,且鹽質較高。通常鹽湖的采收方式多種多樣,而補水方法有地面漫流補灌、管道及溝槽補水、機械化溶鹽補水三種。不論哪種補水方式,都將蒸發與補充量控制平衡。近年隨著全球氣候變暖,冰川融化速度加快,某些靠近冰川區域水庫已無法滿足原使用需求,向下游湖泊泄洪頻率增多,泄洪量加大,致使下游湖鹽開采受到一定程度影響。尤其是大洪年份,湖中水位可達1m以上,湖水濃度降低至10°Be'左右,這將在兩年到三年內影響附近制鹽企業生產,甚至在一定時期內使該企業無法從事制鹽生產。此現象迫使湖鹽生產企業改變原有簡單粗放的開采模式,將引水進湖生產再生鹽改為引水進池生產灘曬鹽。

2工藝分析

鹽湖多位于干旱或半干旱地區,降水量小,蒸發量大,相對濕度小,多數呈半干涸或干涸狀態[1],適宜使用“新、深、長”結晶工藝。北方海鹽生產在“新、深、長”結晶工藝上具有成熟的管理模式,現將該模式引入湖鹽生產中,并結合鹽湖自然條件進行優化調整。根據湖鹽生產特點,著重提出以下四個需要調整的方面:(1)鹽湖區域四季溫差較大,一般夏季酷熱,冬季嚴寒,一般難以全年連續生產,只能在春天氣溫回暖時開始灌池生產,待到秋天轉冷后停止,冬季由于嚴寒,工人作業困難,一般不再生產。(2)較少的降水量和雨后較高的氣溫及干燥的氣候環境使得降水損失相比北方海鹽場對原鹽產量影響小很多。若仍效仿北方海鹽場修建塑苫池,不但增加了投資成本,浪費了人力、物力,在生產過程中還增加了運行成本,收效不大,因此可以在生產控制過程中忽略塑苫結晶控制。(3)鹽湖飽和鹵水主要是靠淡水補充后獲得,因此,飽和鹵水量一般情況下比較充足,可隨時滿足灘曬鹵水的供應。在生產過程中,操作人員只需著重控制灌池、加鹵、活碴、甩鹵四項操作即可。(4)考慮到泄洪時造成的飽和鹵水空白期,可通過修建鹵庫和調節池進行補充和調節。鹵庫的主要作用是在空白期前貯存足夠的飽和鹵水,在空白期可以通過咬鹵的方法增加高濃度鹵水量,而在飽和鹵水充足的年份鹵庫可直接向下步池中灌鹵結晶。調節池在鹵水空白期可用于趕制飽和鹵水,而在飽和鹵水充足的年份可用于結晶產鹽。

3灘田結構設計構思

由于鹽湖鹵水普遍為中高級鹵水,甚至是飽和鹵水,因此,在灘田設計時可簡化制鹵系統。同時由于不考慮塑苫設計,可適當擴大結晶池規格,實現大面積結晶。為滿足正常制鹽生產需求,制鹵、結晶、排鹵系統要完善到位,灘田設計泵站、溝道、各池應相輔相成,配套成型,協調使用。3.1結晶池設計方案。大面積結晶不代表無限制規模擴大結晶池,在擴大結晶池的同時不能忽略灌池、甩鹵、活碴及收鹽的時間控制,而此幾項操作為浪費蒸發量和影響再生鹽產質量的主要因素。灌池及甩鹵主要影響著再生鹽的粒度和可溶性雜質含量,活碴主要影響再生鹽的粒度,收鹽主要影響著再生鹽的產量,而此幾項又相互關聯,對再生鹽產、質量都有著一定影響。設計時應根據結晶池規模,相應增設配套設施,如供鹵泵站、甩鹵閘、活碴機及收鹽設備,達到快速灌甩、活碴和收鹽,以減少有效蒸發量的浪費和冗余蒸發量的損失。3.2調節池及鹵庫設計方案。調節池的作用為兩個,在正常年份飽和鹵水充足時可作為結晶池使用;在泄洪期可用于趕制和儲存飽和鹵水。高蒸發量條件下,鹵水飽和速度快,調節池面積可以適當縮小,根據計算1/4結晶池面積的調節池通過兩步調節,基本可以滿足正常結晶需求。鹵庫的作用也為兩個,在正常年份鹵庫可與鹽湖相通,直接為結晶池或調節池供應飽和鹵水;在泄洪期來臨前,將鹵庫中鹵水續足,洪水過后根據蒸發量定期向鹵庫中揚入不飽和鹵水,用于趕制高級鹵水。鹵庫面積可適當擴大,以保證泄洪期能有足夠的高級鹵水,確保制鹽生產的連續性。3.3溝道及泵站設計方案。一個完整的灘田必須有完善的進排鹵系統,而一般鹽湖地勢都是由鹽湖外圍向湖心逐漸降低的,這就造成在鹽田修建過程中可能會出現“鹵庫底標高<調節池底標高<結晶池底標高”的現象。因此在設計時必須充分考慮溝底與各池底間落差,做到可進、可出、不窩水。由于溝道走水大多為飽和鹵水或老鹵,長期使用會析鹽結晶導致溝道擁堵,生產過程中還應定期清淤保證溝道通暢。鹽湖地勢內低外高,鹵水難以通過自流灌池,因此,必須設置泵站,通過揚水滿足制鹵及結晶需求。而鹽湖鹵水灘曬過程中泵站揚水大多為飽和鹵水,在高蒸發量天氣下,鹵水結晶析鹽會嚴重影響泵站使用效率,甚至會造成堵泵停工。因此,在泵站的選擇上應優先選擇易于清洗的泵。其次,選擇大流量泵站,泵站設置應多用多備。多用即增加揚水量,達到快速灌池的目的,多備即在高蒸發量天氣下,可做到楊水泵的交替使用,及時對受析鹽影響的泵進行清洗。每座泵站旁都應設置淡水箱或淡水井一座,便于對泵進行清洗。

4質量控制分析

再生鹽的質量主要從可溶性雜質和不溶性雜質兩個方面進行控制。可溶性雜質主要是雜質離子的控制,不溶性雜質主要是砂塵、泥土等。另外粒度作為再生鹽銷售的一項重要指標也應為質量控制的一方面。4.1可溶性雜質控制??扇苄噪s質主要為Ca2+、Mg2+、SO2-4等雜質離子的控制。此三項的控制除了保證快速灌池、快速甩鹵外,還應在鹵水Na+/Mg2+值上嚴格控制。鹽湖中淡水補充量及補充時間的難以控制,造成鹽湖鹵水濃度的不準確性,因此不能以濃度作為衡量結晶終止的標準則,而應選擇Na+/Mg2+值。在結晶鹵水充足的情況下,適當提高甩鹵時Na+/Mg2+值,可有效減少可溶性雜質的含量,增加再生鹽質量。4.2不溶性雜質控制。不溶性雜質會污染鹽的顏色,同時由于不溶物的增加也會增加兩堿生產成本,而降低不溶性雜質主要從兩個方面進行控制:一是鹵水要潔凈,即要保證灌池鹵水清亮,若湖中鹵水渾濁則可利用鹵庫先進行澄清后再灌池;二是保持灘田設施整潔干凈,若土質干燥則應在埝頂和內坡做護坡防止大風揚塵進入池中。4.3粒度控制。一般情況下顆粒大的再生鹽質量要優于顆粒小的,且對于兩堿生產成本的降低也有優勢。而控制顆粒粒度的方法主要有控制過飽和度、活碴和留鹽碴三種。因此,在生產過程中,首先應適當增加結晶鹵水深度,使結晶過程維持較低的過飽和度。并保持活碴,尤其在蒸發量高的季節應適當增加活碴頻次。再者,每次收鹽后還應留下部分顆粒較好的鹽作為鹽種。

5小結

利用灘曬工藝制鹽,摒棄了原再生鹽生產工藝,在開灘新建的結晶池中曬鹽,并配備完善的結晶生產工藝及適當的制鹵系統,以滿足不同時期生產需要,可實現內陸、海洋相結合的生產新模式,達到沿海內引,實現再生鹽穩定高產的目的。

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作者:任志剛 張心祿 王緒書 馬勤清 單位:天津長蘆海晶集團有限公司