王小青

(青海盐湖工业股份有限公司，青海 格尔木 816000)

青海盐湖工业股份有限公司地处柴达木盆地腹地，平均海拔2 670 m，为目前世界海拔最高的化工厂。目前产品有氢氧化钾和氢氧化钠。氢氧化钠和氢氧化钾的生产工艺基本一样，在实际生产过程中，存在诸多不同。

1 一次盐水浓度的差异

在生产氢氧化钾及氢氧化钠过程中，进电解槽的溶液质量浓度均控制为(305±5) g/L；以氯离子计，则氯化钠溶液中的氯离子浓度远大于同质量浓度下的氯化钾水浓度。

NaCl中Cl-质量浓度为：

305÷58.5×35.5=185 (g/L)。

KCl中Cl-质量浓度为：

305÷74.5×35.5=145 (g/L)。

即在相同质量浓度下，钠盐的氯离子浓度远大于钾盐离子浓度。

2 过碱量及过碳酸根的差异

在生产过程中，为制得合格粗盐水，须加入精制剂除去Mg2+和Ca2+杂质离子。在除去离子过程中，主要反应为：

Mg2++2OH-=Mg(OH)2，

3 物料的差异

在物料上，由于盐的组分及生产工艺差别较大，钠盐中的盐泥远多于钾盐,钠盐的板框负荷相对大于钾盐。

因氯化钠及氯化钾的物理性质不一样，控制密度不同。在(305±5) g/L氯化钾水溶液中控制密度为1.165～1.170 g/L，而同质量浓度下，氯化钠水溶液密度则为1.180～1.185 g/L。

钠盐的溶解随温度变化较小，温度变化10 ℃，KCl比NaCl大50 g/L。故KCl比NaCl更容易结晶。在生产中，NaCl只需控制盐层高度即可，而KCl需保持恒定的浓度，生产中，盐水管道结晶可能性远小于KCl。

4 其他差异

在同样质量分数(20%)下，碳酸钾的结晶点为-10 ℃，而碳酸钠的结晶点为24 ℃，在常温下，碳酸钠都会存在结晶现象。因此，碳酸钠槽及所有管线均应设置电伴热及保温。

32%的氢氧化钠与32%的氢氧化钾结晶点相差很大，32%的氢氧化钠约为5 ℃，而32%的氢氧化钾约为-65 ℃。在现实环境中，氢氧化钾不会结晶，而氢氧化钠很容易结晶。

5 电解槽进槽流量差异

在生产氢氧化钾及氢氧化钠时，在不同电流下，进槽盐水流量、加酸量、加纯水量、加返回淡盐水量不同，其区别如下。

(1)阴极侧加水量，生产氢氧化钠时只有氢氧化钾的1/3。由于钠离子的原子质量比钾离子的原子质量小，钠离子体积小，则同等带电负荷下，钠离子周围可以携带的水分子比钾离子多，在原子透过离子膜时，则钠离子可以多携带水分子透过离子膜，所以，阴极侧生产氢氧化钠加水量少。在这里应该注意：碱液浓度更容易降低，损伤离子膜，生产氢氧化钠时，循环时间应比生产氢氧化钾短。

(2)阳极侧，在同样电流下，生产氢氧化钾时单槽需要盐水量大于生产氢氧化钠单槽盐水量。由于为同样质量浓度盐水进槽，在同样质量浓度下，氯化钠的氯离子浓度远大于氯化钾时氯离子浓度，而在同样电流负荷下，消耗的氯离子浓度为定值，所以，生产氢氧化钠时同样电流下，进槽盐水流量低。

6 亚硫酸钠的消耗

在脱氯中加入亚硫酸钠除去游离氯，主要靠亚硫酸根来除去。而盐水流量相同条件下，消耗亚硫酸根的量也一样，而亚硫酸钠分子质量小于亚硫酸钾，即亚硫酸钠(0.9 kg/t，折100%碱)的消耗稍小于亚硫酸钾(1 kg/t，折100%碱) 。

7 理论槽电压变化

在生产变更时，电解槽及离子膜均不变，采用日本旭化成高密度电解槽及离子膜，在理论电压上，由于其他均不变，只是阳极室氯离子浓度发生变化(均以进槽300 g/L计算)。

由能斯特析出公式可知：

阴极反应：

2Cl--e-=Cl2，

由以上整理可得：

电极反应后，气体压力按照标准大气压计。

①钠碱：以氯化钠质量浓度为300 g/L进行计算。

则其中氯离子质量浓度为：

=1.318 1 (V)。

②钾碱：以氯化钾质量浓度为300 g/L进行计算。

则其中氯离子摩尔浓度为：

=1.324 3 (V)。

则钾碱相对于钠碱来说：

ΔV=1.324 3-1.318 1=0.006 2 (V)。

由于钾、钠槽电压从理论上相差很小。由生产钾碱或钠碱时，其他各项均一样，只是理论分解电压中，阳极室中的分解电压不同。在实际生产中，电解系统整流及变压完全满足。

8 结语

综合考虑，在生产氢氧化钾及氢氧化钠时，多少存在部分生产工艺上的差异。通过以上对比，可以大大减少工艺上的操作失误，如减少工艺管道结晶，为单耗控制也提供了理论基础。