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氯堿生產(chǎn)化鹽過程淺析
氯堿工業(yè)是基本化學(xué)工業(yè)之一,，它的產(chǎn)品燒堿和氯氣在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位,，廣泛用于紡織工業(yè)、輕工業(yè),、冶金和有色冶金工業(yè),、化學(xué)工業(yè)和石油化學(xué)工業(yè)等部門。
生產(chǎn)燒堿和氯氣有著悠久的歷史,。早在中世紀(jì)就發(fā)現(xiàn)了存在于湖鹽中的純堿,，后來就發(fā)明了以純堿和石灰為原料制取NaOH的方法即苛化法：Na2CO3+Ca（OH）2=2NaOH+CaCO3
因為苛化過程需要加熱，因此就將NaOH稱為燒堿,，以別于天然堿,，直到19世紀(jì)末世界上一直以苛化法生產(chǎn)燒堿。
食鹽電解產(chǎn)生的燒堿,、氯氣和氫氣,，在國民經(jīng)濟(jì)的所有部門均很需要，除應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)本身外,，在輕工,、紡織、石油化工,、有色金屬冶煉和公用事業(yè)等方面均有很大用途,，作為基本的化工原料。而且氯氣和氫氣還可以進(jìn)一步加工成許多化工產(chǎn)品,。所以氯堿工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)品幾乎涉及到國民經(jīng)濟(jì)及人民生活的各個領(lǐng)域。
生產(chǎn)燒堿和氯氣有著悠久的歷史,。早在中世紀(jì)就發(fā)現(xiàn)了存在于湖鹽中的純堿,，后來就發(fā)明了以純堿和石灰為原料制取NaOH的方法即苛化法：Na2CO3+Ca（OH）2=2NaOH+CaCO3
因為苛化過程需要加熱，因此就將NaOH稱為燒堿,，以別于天然堿,，直到19世紀(jì)末世界上一直以苛化法生產(chǎn)燒堿。
食鹽電解產(chǎn)生的燒堿,、氯氣和氫氣,，在國民經(jīng)濟(jì)的所有部門均很需要，除應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)本身外,，在輕工,、紡織,、石油化工、有色金屬冶煉和公用事業(yè)等方面均有很大用途,，作為基本的化工原料,。而且氯氣和氫氣還可以進(jìn)一步加工成許多化工產(chǎn)品。所以氯堿工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)品幾乎涉及到國民經(jīng)濟(jì)及人民生活的各個領(lǐng)域,。
1.氯堿生產(chǎn)工藝流程
傳統(tǒng)意義上的氯堿生產(chǎn)工藝流程如下：
2.原鹽及鹽水精制
電解法生產(chǎn)燒堿的主要原料是飽和食鹽水溶液,，因此鹽水工序是保證氯堿廠正常生產(chǎn)的重要工序。其任務(wù)是通過固體鹽的溶化,、粗制鹽水的化學(xué)精制以及澄清過濾等,，供應(yīng)符合電解槽要求的飽和鹽水。
2.1原鹽的性質(zhì)及組成
2.1.1原鹽的性質(zhì)
原鹽的主要成分為氯化鈉,，化學(xué)式NaCl,，分子量58.5，溶解熱為7.25kJ/mol,。
純凈的氯化鈉很少潮解,，工業(yè)原鹽中因含有CaCl2、MgCl2及Na2SO4等雜質(zhì),，極易吸收空氣中水分而潮解結(jié)塊,。原鹽的潮解對運輸、貯存及使用會帶來一定困難,。
2.1.2原鹽的品種及組成
原鹽在自然界中蘊藏量甚大,，分布面亦極廣。根據(jù)來源不同,，原鹽主要可以分為海鹽,、井鹽、湖鹽,、礦（巖）鹽四大類,。就NaCl含量而言，湖鹽質(zhì)量*,，NaCl含量達(dá)96%-99%,；井鹽、礦鹽次之,，NaCl含量在93%-98%,；海鹽的NaCl含量在91%-95%左右，海鹽的鈣,、鎂含量zui高,。
2.1.3選擇原鹽的主要標(biāo)準(zhǔn)
（1）氯化鈉含量要高,，一般要求大于90%,。
?。?）化學(xué)雜質(zhì)要少。Ca2+,、Mg2+總量要小于1%,，SO42-小于0.5%。
?。?）不溶于水的機械雜質(zhì)要少,。
（4）鹽的顆粒要粗,，否則容易結(jié)成塊狀,，給運輸和使用帶來困難。此外,，鹽的顆粒太細(xì)時,，鹽粒容易從化鹽桶中泛出，使化鹽和澄清操作難以進(jìn)行,。
2.2鹽水的精制
原鹽溶解后所得的粗鹽水中,，含有鈣、鎂,、硫酸根等雜質(zhì),，不能直接用于電槽，需要加以精制,。在工業(yè)上一般采用化學(xué)精制方法即加入精制劑,，使鹽水中的可溶性雜質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙舛群苄〉某恋砦锒蛛x除去。
2.2.1鹽水精制原理
鹽水中的可溶性雜質(zhì),，一般采用加入化學(xué)精制劑生成幾乎不溶解的化學(xué)沉淀物,，然后通過澄清、過濾等手段達(dá)到精制目的,。在澄清過濾的同時也達(dá)到去除泥砂及機械雜質(zhì)的目的,。
A 鈣離子的去除 鈣離子一般以氯化鈣或硫酸鈣的形式存在于原鹽中，精制時向粗鹽水中加入碳酸鈉溶液,，其化學(xué)反應(yīng)式為：
CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
CaSO4+Na2CO3=CaCO3↓+Na2SO4
使用理論量的碳酸鈉,，需要攪拌數(shù)小時才能使上述反應(yīng)趨于*，如果加入超過理論用量0.8g/L時,，反應(yīng)在15分鐘內(nèi)即可完成90%，在不到一小時內(nèi)就能完成,。
B 鎂離子和鐵離子的去除 鎂和鐵一般以氯化物存在于原鹽中,，精制時加入燒堿溶液即可生成難溶于水的氫氧化鎂和氫氧化鐵，其化學(xué)反應(yīng)式為：
MgCl2+2NaOH=Mg（OH）2↓+2NaCl
FeCl3+3NaOH=Fe（OH）3↓+3NaCl
C 硫酸根的去除 如果鹽水中的硫酸根含量大于5g/L,，則可用化學(xué)方法除去
Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl
但BaCl2不能過多,，會生成氫氧化鋇沉淀,。
2.2.2鹽水精制過程
（1）原鹽的溶化,。
原鹽從立式鹽倉皮帶輸送機和計量稱連續(xù)加入化鹽桶,。為確保鹽水濃度，化鹽桶內(nèi)鹽層高度保持3m以上,?；}用水來自洗泥桶的淡鹽水和蒸發(fā)工段用過的蒸發(fā)水，加以回收利用,，并用6個配水塔進(jìn)行儲槽,。加熱過的化鹽用水，從化鹽桶底部經(jīng)設(shè)有均勻分布的菌狀折流帽流出,，與鹽層呈逆向流動狀態(tài)溶解原鹽并成為飽和的粗鹽水,。原鹽中夾帶的草屑等雜質(zhì)由化鹽桶上方的鐵柵除去；沉積于桶底的泥砂則定期從化鹽桶底部用泵抽出,。
為加快溶鹽速度,，化鹽用水應(yīng)加熱到50-60℃，在化鹽桶內(nèi)除原鹽溶解外,，原鹽中的鎂離子其他重金屬離子還與熟鹽水中的氫氧化鈉反應(yīng),，生成不溶性氫氧化物，粗鹽水中氫氧化鈉通過熟鹽水用量來控制,。
生產(chǎn)飽和粗鹽水約45-50m3/（m2?h）,，為確保鹽水的濃度，鹽水在桶內(nèi)停留時間不小于30min,。
?。?）粗鹽水的精制。
從反應(yīng)桶中出來含有碳酸鈣,、氫氧化鎂等懸浮物的混濁溶液,，必須分離出沉淀顆粒才能得到合格的精鹽水。
從澄清桶出來的飽和鹽水中,，還有少量細(xì)微懸浮物,，需要經(jīng)過砂濾進(jìn)一步凈化。從砂濾出來的精鹽水再通過中和檢測站,，將多余的Na2CO3,、NaOH用HCl中和，使其PH值為7-8左右,，經(jīng)檢測達(dá)標(biāo)合格后,，就可以儲至精鹽水塔供電解工段使用。若鹽水中硫酸根含量大于5g/L時,，還需要加入氯化鋇,，制得的混鹽水應(yīng)符合如下質(zhì)量指標(biāo)：
4.鹽泥的洗滌
經(jīng)檢測,，鹽泥中含NaCl有多于5%，從鹽水澄清設(shè)備底部定期用泵抽出,，為了節(jié)約原鹽的消耗,，將其中的NaCl回收。
洗泥時,，鹽泥與洗水的比例控制在1：3～5之間,，為了洗滌干凈，洗鹽水溫度保持在40℃～50℃,。