无机盐 (1)

无机盐工业 I 无机盐产品的工业。无机盐是指金属离子或铵离子与酸根构成的物质。中国无机盐工业，除生产氮肥、无机颜料和纯碱外，还生产钾肥、磷肥及钙盐、硼化物、溴化物等。对国民经济的发展极为重要。 中国盐矿资源相当丰富，除海水中盐资源外，矿盐资源在全国17个省(区)都有产出。探明储量的矿区有150处，总保有储量NaCl 4075亿吨，以青海省为最多，占全国的80%；四川(成都盆地、南充盆地等)、云南、湖北(应城盐矿)、江西(樟树盐矿、周田盐矿)等省次之。盐矿可分岩盐、现代湖盐和地下卤水盐3种类型，以现代湖盐为主，如柴达木盆地的现代盐湖。盐矿形成时代主要为中、新生代。 我国盐湖不仅数量多，而且分布相对集中。柴达木盆地和西藏北部为盐湖的集中分布区。这里盐湖密布，数以百计，被誉为盐的世界。盐湖中贮存的盐类矿物有100 余种，除贮存巨量的天然碱、硝、石盐、和石膏等常见的盐类外，还蕴藏有硼、锂、溴、锶、钡、铷、铯、钍和铀等稀有盐类。其中察尔汗盐湖群盐矿贮量达426 ×108t，足够世界人民食用2000年。我国开采最早的盐矿是山西省的解池，远在公元前21世纪的夏虞时期，当地人民就已利用     该池的卤水晒盐。西藏班戈盐湖中的硼沙远在公元6 世纪就已开采利用，比欧洲早1000年。 察尔汗盐湖，又名察尔汗盐池。位于柴达木盆地中部，格尔木市北60公里。湖区包括察尔汗干盐湖（干盐滩）和一系列水湖，东西长168公里，南北宽20～40公里，总面积5856平方公里，等于杭州西湖的100多倍，相当新加坡那么大。它是世界上首次发现的陆相钾盐矿床，也是我国目前发现的蕴藏量最大的钾镁盐矿，为世界所瞩目。其形成时代，为第四纪上更新世至现代。     在这个无机盐宝库里，蕴藏的盐矿有30多米厚，最厚处达60余米。据初步勘测计算，已探明的储量就有氧化钾2.08亿多万吨，氧化镁19.4亿多万吨，氧化钠533.4亿多万吨，还伴生有碘、锂、磷、硼等20多种元素。其中氧化钠的储量可供全世界人口食用2000年。     1979年初，公路工程局在盐湖北缘的盐溶区筑路时，仅在1.3公里的路基周围，就发现了1200多个盐溶洞，形似倒置的喇叭，大小深浅不一。里面布满白、橙、褐、绿、黄等五光十色的结晶，一簇簇，一串串，倒挂在洞顶和洞壁上，形态各异，玲拢巧微，堪与桂林的卡斯特溶洞和宜兴的善卷、张公、灵谷三洞相媲美。盐湖的“海市蜃楼”更是一大奇观，每当清晨太阳照在湖面上，或天气晴朗的午间，或夕阳落山之时，透过濛濛薄雾，经常在远处出现露出水面的岛屿，随波逐流的扁舟，桅杆耸立的港口，繁华的市镇，高耸入云的大厦，草原上的畜群等等，隐隐绰绰，十分壮观。驰名中外的两座公路、铁路“万丈盐桥”，就跨在这座盐湖上，路面、路基皆用盐铺筑，这在中国和世界交通建筑史上是独一无二的，为青海著名旅游地之一。 II无机盐的开采 A盐矿床开采方法 根据湖盐矿床的相态和性质，其开采形式有三种：一是露天开采，直接采出固相石盐矿石；二是充水溶解石盐矿石成卤水，然后抽取人工卤水和盐湖天然卤水开滩晒盐；三是在石盐矿石采出后空场内滩晒晶间卤水得到再生盐。总之，湖盐矿床都是露天开采。开采方法按照机械化水平和劳动强度可分为机械开采和人工开采，其中机械开采又细分为联合采盐机开采、采盐船开采、控制挖掘机开采等。     ①联合采盐机开采法     在清除沙盖、疏松盐盖后用联合采盐机采盐：起动盐浆泵—切削、松碎矿层成盐粒并与晶间卤水均匀混合形成盐浆—盐浆泵及输盐管道—水力旋流器增浓后经弧形筛脱水—原盐经提升机进入装料溜槽—装车。     联合采盐机开采法要求：可采矿层厚度不小于2～3 m；矿层表面平整，具有一定的承载能力，一般需大于0.5MPa；矿床中须有晶间卤水，其水位既不能高于盐盖面，也不能低于盐盖面0.3 m。    图为CY100采盐机在作业 INCLUDEPICTURE "http://www.dlfuyan.com/dlfzwyc/freetextuploadimg/201062413241774.jpg" \* MERGEFORMATINET ②采盐船开采法     采盐船按其采盐装置的性能可分为：绞吸式采盐船、链斗式采盐船、斗轮式采盐船、抓斗式采盐船、铲扬式采盐船等5类。采盐场内的运输方式有：水力管道输送、盐驳运输、汽车运输或小火车运输等。不同形式的采盐船与不同的场内运输方式相组合，可形成绞吸式采盐船与水力管道组合开采法、绞吸式采盐船与汽车(或小火车)组合开采法、链斗式采盐船与驳船组合开采法、斗轮式采盐船与水力管道组合开采法等多种组合开采方法。     此外，抓斗式采盐船与铲扬式采盐船，前者适用于表层卤水较深、盐层松碎的矿区，后者在各种情况下均可使用。     ③ ③挖掘机开采法     挖掘机配备有正铲、反铲、拉铲和抓斗共4种基本装置，可根据开采需要进行选择。正铲挖掘机多用来剥离无水的覆 盖层，开采容易疏干的盐矿层；反铲挖掘机和斗链式挖掘机用来开采表面具有一定承载能力的充水矿层，其采掘深度一般为5～8 m，也可用于挖掘沟渠；拉铲挖掘机和抓斗挖掘机用于开采厚度较大的充水矿层，只是生产效率较低，也可用于挖掘船窝和沟渠。     ④手工开采法     手工开采前，首先选择位置并合理规划。一般应选择不受或少受洪水、污水、流沙影响，并且盐矿质量较好或有利于再生盐生长的块段。每个采区长度为数百至数千米，宽度为200～400 m，各采区之间相距50 m，平行排列布置；采区内划分若干长条形并与采区宽边平行的采坑。     开采工艺流程：清理卤盖(或沙盖)→穿松(捣钻)盐层→拉耙洗盐→捞盐(出勺)→封堆→丈量盐斤→装车→外运 B海盐生产工艺 原盐是人类生存的必需品和重要的工业原料，有着其他产品不可替代的作用，以海水为原料的制盐工业，在我国一般采取滩晒的方法，其生产流程如下：纳潮 制卤 结晶 堆坨 一、纳潮 纳潮措施是： 1、长晴天纳潮头，雨天纳潮尾。 2、冬季冰下抽咸。 3、雨季和春初化冰期，因海水浓度低，一般不纳潮（除非生产急用）。 二、制卤      纳潮后海水逐步进入蒸发池，经制卤区域不断地浓缩提取到饱和的过程即为制卤。制卤操作的一般指导原则是： 1、缩短成卤周期 成卤周期是指在一定蒸发面积内将一定数量的海水浓缩成饱和所需要的时间。 影响成卤周期的因素是： （1）海水浓度 海水浓度越高，蒸发至饱和时，所需蒸发的水分越少，成卤周期则越短。 （2）蒸发量 蒸发量越大，一定浓度的海水浓缩到饱和所需要的时间越短。 （3）土壤渗透量 土壤渗透损失越大，要得到同样数量的饱和卤水，所需海水量越大，成卤周期越长。 （4）放水深度 放水深度应根据当时蒸发量、连晴天数和结晶面积的需要而定 2、增加成卤量 增加成卤量的基本方法主要是：减少渗透和降水损失，使卤水多吸收太阳辐射能，用于蒸发。压实池底是减少渗透损失的方法之一，通过压实，不仅可以减少渗透，还能提高土壤吸热、贮热能力，延长蒸发时间，对制卤有利。 3、提高卤水质量 卤水质量一般用钠镁比值（Na/Mg）来衡量，目前海盐区卤水质量的钠镁比值（饱和卤）一般在5：1以上，要保证卤水质量，在操作上必须严禁新老卤混合使用，彻底分晒，及时卡撒老卤，按新深长工艺科学晒制。 4、制卤方法 （一）按走水路线分 （1）平赶卤：卤水引入一段蒸发池后，顺着一个方向逐步跑下，同一行蒸发池浓度相同，最后一步达到所需要的浓度，逐步至饱和，此法适用于面积合理，多步池子有落差的盐田。 （2）横赶卤：将相邻的几通蒸发池连接起来使用，同一行蒸发池浓度不同，此法适用于横向落差、蒸发池步数少的盐田。 （3）咸水倒扬：将蒸发池划分为跑淡和跑咸区域，卤水从淡区跑下后，用水泵送到咸区顶部，再逐步跑下，此法适用于蒸发和结晶比例合理、蒸发步数少，平赶卤达不到要求度数的盐田。 （二）按卤制方式分 （1）留底水深水制卤（各步蒸发池在走水时留有一定浓度的底水，根据需要和天气情况掌握深度，逐步下放）。 （2）一放一干制卤也称紧密过池，即走水时每一步都泄干，紧接着由上到下过水。 （三）深储薄赶制卤       在春初秋末和雨季，为了抵抗自然灾害，将相同或相近浓度的卤水合并加深，留出大部分蒸发池放薄提度，另一部分卤水则小面积深存。 （四）冰下抽咸制卤 （五）三雨措施       雨前：结晶池卤水增加深度，以不影响塑苫苫盖为宜，调节池及薄赶得制卤池进行保卤，倒出空头池子，以备排淡回收，正在修滩的池子要放入少量低浓底卤水保护池板。 雨中：平晒结晶池要及时安排排淡，有条件的蒸发池、调节池、高卤池也要安排排淡，把低浓度排淡水排出滩外，高浓度排淡水酌情回收。       雨后：及时进行排淡，以免蒸发受到影响，排查滩内卤水，进行卤水排队，轻卤后退集中，重卤铺开薄晒，尽快恢复生产。 三、结晶工艺 1、原盐的主要成份为氯化钠（NaCl分子式），此外还有少量的硫酸钙、氯化物、不溶物、水分等，原盐的成分通常用重量百分比表示（%）。 2、“新、深、长”工艺与产量的关系。 （1）新卤结晶       新卤是指由海水直接蒸发浓缩制成的卤水，其中不含产过盐的老卤，是与循环卤，混合卤相区别而言的。 新卤饱和点低，在同样的蒸发条件下，蒸发走的水分要多，而蒸发水量与析盐量成正比关系，即蒸发水量多，析盐量必然增多。 （2）适当深卤结晶       深卤结晶与深水制卤一样能提高卤水蒸发量，其主要原因是由于卤深对太阳辐射能吸收利用合理，其次卤深波浪大，蒸发表面积增大，卤水流动快，有利于水分子逸出。 定着原盐结晶的速度和产量的高低，深是相对的，不能无限增深，卤水深度要根据天气、卤源情况灵活掌握，在生产中如果结晶卤水与面积发生矛盾时，应服从深度，适当缩小结晶面积。 当长期结晶 1）长期结晶（一年1-2次收盐）比短期结晶可以增加有效作业日，再加上结晶卤水深，能充分利用有效蒸发量，达到增产的目的。 2）由于延长了结晶时间，晶体有条件充分生长，在同样结晶条件下，晶体颗粒较大，结构紧密，均匀，减少了晶体表面母液的附着量，有利于质量的提高。 3）长期结晶收盐次数少，可减少扒盐过勤对池板的损伤，避免池板软烂影响产量与质量，减少修滩整池工作量。 4）长期结晶简化了生产工艺，取消了一系列繁重复杂的劳动，降低了成本，增加了效益。 3、海盐结晶的工艺方式 我国现有的结晶工艺有：短期结晶工艺、适当长期结晶工艺和长期结晶工艺三种工艺方式。一般采取适当长期结晶的方式，其流程操作步骤如下： 二、工艺操作规程 1、灌池 （1）池底经由淡到咸的多次晾压处理，沙质滩最后一遍池卤浓度控制在24度Be'-24.5度Be'，泥滩在23度Be'-24度Be'，池板达到坚韧、平整、光滑，灌入饱和卤后，池底不起皮，不起混、不露边角。 （2）灌池卤水必须是清、新、饱和的并达一定的深度。春秋季灌池，一般掌握在无风和气温较低时进行。 （3）灌池卤水深度要根据天气情况而定，一般初灌池卤水深度在8-10公分。 2、活碴 （1）盐碴长至1-1。5公分后要适时破碴。 （2）正常活碴每十个蒸发量活碴一次，以盐碴不结块为 （3）盐碴较薄时，用链子拖（5公分），随蒸发量的增加有必要时改用重型拉子。 3、加换卤 （1）当卤水达到终止浓度，且深度达不到要求时，就要及时大泄卤，集中卤水进入下步结晶池（分晒区） （2）换卤要在清晨进行，九点前结束。 （3）进入二段结晶（分晒）区的卤水要适当加深，以控制其饱和的程度，一般一毫米蒸发量二公升的卤水。 4、收盐 （1）收盐的结晶池，几小时前应换新卤，深度同于盐碴厚度，便于搅拢洗涤与淋卤。 （2）运盐车不在盐碴上行走，并采用清卤顶混卤的方法，将混水排出池外。 （3）捞盐后，大风天及雨后都要及时地进行除混，以达到卤清、碴匀、盐白、拖碴不起混为标准。 （4）自加卤到收盐周期性循环，卤水经二段分晒结晶后到达最后终止浓度，应考虑老卤出滩利用，一般标准为每吨盐泄老卤1m3. 三、塑膜苫盖结晶       长期结晶，结晶卤水深一般深度在15公分-25公分，雨季在30公分左右。实现塑苫结晶后的结晶池，能够抵抗降雨损失，充分利用蒸发量，在雨季维持正常结晶。塑苫结晶，可以保卤、保盐、保池板，雨后恢复快，所以提高劳动生产率，实现了稳产、高产、优质和以销定产，增产幅度在20%到30%之间，优势比较明显。 1、日常管理。收放时间除冬季外，气温在0摄氏度以上，遇有5mm以上降雨，需提前一小时苫盖完，并拴好绳索，封好池子边角，防止风刮。雨中要及时排淡，并根据雨情勤检查，及时修补，做到雨停淡水干。雨后及时收起薄膜，固定浮板，苫封好，防风防晒。 2、塑苫池要调到浮板与卷轴同步，卷扬刹车绳可靠有效，吊球入轨，滑行通畅，抱琨运转不裂薄膜。对薄膜的管理重点搞好“防风、防晒、防漏、防冻、防雹”等项工作。 3、塑苫结晶卤水要深于平晒池5公分左右，有卤尽可能加深，卤源紧张一是保卤，二是要封好闸门口、排淡口、防止跑漏。 四、天气异变处理 1、遇雨措施 （一）雨前措施 （1）小雨：一般情况卤水不动，卤池成卤的，可提前灌入结晶池，蒸发池咸区底部卤水可提前灌入调节池，以便加深卤水，增加抗雨能力，捞盐按正常进行即可。 （2）中雨：雨前对平晒滩盐碴可抢捞一部分，卤池成卤的卤水可提前灌入结晶池，调节池、蒸发池要进行保卤。 （3）大雨：对平晒滩要抢捞盐，对蒸发池、调节池要提前保卤，对塑苫结晶池要提前苫盖。 （二）雨中措施 （1）勤检查：检查浓度变化，根据风力大小，结合池子面积调整排淡口大小、高低、掌握排淡浓度。 （2）勤收咸：可将浓度较高的卤水回收，以确保雨后恢复。 （3）勤排淡：根据风力、风向、雨量、天气转好程度，适时进行排淡，先排平晒滩，后排塑苫滩，有条件的蒸发池、调节池在雨量较大时也要进行排淡。 （三）雨后措施 （1）小雨：保持原卤结晶，可将上层下风头淡水排出，留下适量的近饱和卤水，除混后继续维持生产。 （2）中雨：挑轻换重，若池内卤水被稀释，但池底仍有部分盐碴，应迅速换好卤结晶，如无后备卤源，可采取化上保下的办法。 （3）大雨：整池重灌。大雨过后，盐碴化尽，池板被雨水泡淡，要重新赶制卤水。修整池子，灌池生产。 2、大风沙天气 （1）风沙天气前要泼润池埝、盐道、坨台，池内要适当加深卤水，蒸发池也要大掺大兑。 （2）大风来后，若蒸发量急剧增高，卤池内要及时兑卤，避免出现大量细碎盐。 （3）大风过后要及时除混、活碴。 3、寒流措施 （1）捞硝的池子要抓紧兑卤，在寒流前准备好捞硝卤水，制卤的池子要迎风加卤，及时赶制高浓度卤水。 （2）雨雪、寒流天气，要加深结晶池卤水深度，实行深卤躲硝，蒸发池要进行保卤，过浅的池子集中加深。 C、井盐生产 四川盐业从凿井、汲卤、输卤到煎盐，分工很细，工序繁难，工程费用和设备投资颇多。每开一井，一般需要一二年至四五年，最多的需十余年乃至数十年；凿井投资，浅者以千两计，深者以万两计，甚至有费至三四万两而不见功者。经营井灶的企业主，大多数凑资朋充，采取合伙，以使资力雄厚。在富荣产区，投资者(称客人)和地主以租佃和合股的形式做井，有“年限井”(或称客井)和“子孙井”之分。道光朝以前多为“年限井”，即凿井成功后，投资者按照比例只享有一定年限的股份及其收益，届期将井及其设施全部无偿地交还地主；“子孙井”在开凿成功后，由投资者与地主长期共同拥有所有权。随着凿井技术的提高，井深相应增加，投资者付出的垫支资本数额持续上升，改变了股份结构中投资者与地主原来分占的比率，“年限井”逐步过渡为“子孙井”。一般情况下，地主在井成投产后，占有股份的六分之一至四分之一不等，称“主日份”、“地脉日份”或“地脉锅口”；其余大部股权归投资者所有，称“工本日份”，“客日份”或“开锅水份”；在有承首人(集资凿井的发起人或组织者)的情况下，还需从地脉日份或锅口中拨出部分股份，作为给承首人的报酬，称“乾日份”、“团首日份”或“开锅水份”。 自贡井盐插图图片 古老盐井 （依然还在生产中的老盐灶） （这个清朝的盐厂规模大得超过我的想象，很难在镜头中将全貌囊括其中） （井盐开采的主要场地，天井棚和大车） （这个井口就是160多年前打出来的世界第一个超过千米井深的燊海井，打开后一股很浓的天然气味道迎面而来） （从井里汲取黒卤原料，倒到旁边的木盆里，有管道通向提纯井盐的地方。据介绍一提可以生产15公斤纯盐） （用竹蔑片和竹筐滤干粗盐） III无机盐生产基本过程 从反应类型来看无机盐工业要应用化合（包括聚合）、酸解、碱解、焙烧、电解、复分解及氧化、还原等。涉及到的反应过程有均相反应过程、固固相反应过程、液固相反应过程、气固相反应过程、液液相反应过程、气液相反应过程、气液固相反应过程。所用的单元操作有粉碎、流体输送、混合、浸取、萃取、蒸发、蒸馏、精馏、结晶、过滤、干燥、等。 IV无机盐工业的产品 可分为三类： ①矿物加工类的产品，加工工艺多数与湿法冶金工艺相似，不同点在于最终产品。前者通常是化合物，后者多为金属单质。工艺过程一般包括矿石的粉碎与处理、各种物料的混合、煅烧、浸取、过滤、精制、蒸发（或蒸馏）、结晶、分离、干燥等工艺。 ②无机合成类产品，是由基本化工原料来制造新物质的过程，一般采用沉淀法、氧化还原法、电化法、高温高压反应、催化反应、离子交换法等。 ③无机精细化学品,主要是制造具有新型物理构造的物质,如晶体结构、晶粒大小、比表面积、多孔性、堆密度等物理性能不同的物质。故多采用超微细技术、成型技术、活化技术及表面处理技术等。