姚 静，郝剑波，刘会祥

(中盐金坛盐化有限责任公司，江苏 常州 213200)

1 研究背景

两碱法作为普遍采用的一种卤水净化方法，有着简单快速、方便稳定的特点。因其工艺历史较为悠久，其投料参数也很成熟。为了节能降耗，课题小组从降低搅拌的耗电量角度出发，进行试验。通过引入变频搅拌、探究并合理缩短反应时间，达到节能降耗的目的，也进一步对两碱法的有了更为深入的认识。

2 实验原理

两碱法的反应方程式为：

Mg2++2OH-→Mg(OH)2↓

两碱法除镁离子和钙离子效果好且“一锅煮”法对设备和操作人员要求不是太高，现在被大多数盐化工企业所采用，但无法除去硫酸根杂质。

3 实验过程

二期两碱法主要是以T-1223为研究对象，从两碱投料完搅拌30 min计时为0 h，搅拌60 min计时为0.5 h，搅拌90 min计时为1 h，以此类推。每30 min测一次Ca2+、Mg2+、NaOH、Na2CO3参数变化，直至各参数不再变化。根据Ca2+含量变化计算计算Ca2+变为固体CaCO3的固化率(或分子化率)。确定各反应时间曲线，并找出较理想的反应时间，反应筛选了6组数据，见表1。

4 结果与讨论

课题小组根据实验数据，将其分为三部分，第一部分为精卤的标准参数变化，即钙离子、镁离子含量的变化；第二部分为P值与M值的变化，从反应机理角度对钙离子和镁离子含量变化关系进行探讨；第三部分为钙离子固化率的变化，即根据初始钙离子的量和反应后残余的钙离子的量计算出钙离子分子化的比率，此指标可以排除原卤钙离子初始浓度变化带来的偏差。

(1)钙离子、镁离子含量的变化

金赛盐厂卤水净化精卤中游离的钙、镁含量分别要求小于10 mg/kg、5 mg/kg，课题小组根据实验结果，统计得到图1。

图1 Ca2+、Mg2+随反应时间的变化规律Fig.1 Variation of Ca2+and Mg2+ with reaction time

从图1可以看出，随着反应的进行，Ca2+、Mg2+含量呈不断下降的趋势。反应时间为0.5 h时Ca2+含量基本达到精卤标准、Mg2+含量达到精卤标准。

实验还发现T-1223的8个批次中反应时间0.5 h后取样只有1个不合格(Ca：11.94 mg/kg)，1 h取样全部合格，0.5 h后钙离子仍微微下降，镁离子基本不变。从这一方面课题小组也可以看出变频搅拌在二期两碱法反应中是可行的。

(2)P值与M值的变化

根据反应机理，M值应与Ca2+同时下降，P值应跟随Mg2+、Ca2+的下降而下降。故P值下降的趋势应更为明显，如图2、图3，P值可以看出明显在微降。而由于Ca2+微量变化及滴定分析的检测灵敏度原因(从误差棒也可以看出)，M值基本趋于稳定。

图2 P值随反应时间的变化规律Fig.2 Variation of P value with reaction time

图3 M值随反应时间的变化规律Fig.3 Variation of M value with reaction time

(3)钙离子固化率的变化

钙离子固化率反映的是钙离子变化的差值和原有钙离子的比率，原则上来说其针对成份变化的卤水更具科学性。

如图4，反应一开始Ca2+固化率即有98.11%，随反应的进行固化程度不断提高，但2 h内的变化幅度小于1%。另外值得注意的是误差棒说明了反应的不稳定性，从图4可以看出虽然反应时间为0.5 h时Ca2+平均固化率很高，但极不稳定，结果很有可能在合格的精卤和不合格的卤水中交替出现。故反应时间为1 h后反应较为稳定，异常情况少。

图4 钙离子固化率随反应时间的变化规律Fig.4 Variation of calcium ion curing rate with reaction time

课题小组将表1中8个批次的实验数据处理后得到表2。

表2 钙离子随反应时间变化数据表Tab.2 Data sheet of calcium ion change with reaction time

从表2看出，随着反应的进行，Ca2+持续微降，Ca2+固化率持续微增。加完纯碱后Ca2+平均固化率即达到98%以上，钙离子剩余10.83 mg/kg。反应时间为2 h后Ca2+固化率为98.98%，仅上升了0.87%，钙离子浓度由10.83 mg/kg下降至5.89 mg/kg，下降了4.94 mg/kg，从表2的数据变化趋势来看，反应时间为1 h时，Ca2+固化率趋于稳定，Ca2+剩余量下降速度也趋于减缓。

5 结论

通过上述数据分析，得出两碱法反应随时间的进行钙、镁离子浓度及P值持续微降，固化率不断升高，但变化幅度都很小，反应时间为1 h后可以认为卤水中的钙离子、镁离子含量较为稳定，当然考虑到产量、成本等方面的因素，可以将卤水净化两碱法反应时间控制在0.5 h～1 h。