井礦鹽的正文

時間 2022-10-03 22:05:16

1樓:呼延信瑞

岩鹽旱採  開鑿井筒和地下巷道,通達礦層,使井下與地面構成完整的運輸、通風等系統,從地下直接採出岩鹽。礦井開拓方式有豎井、斜井和平硐3種。

旱採所得的岩鹽,如品位高,可直接粉碎、篩分得到成品;如品位較低,則將礦石溶解成滷水,淨化後再蒸發結晶成鹽。

豎井開拓  利用直接與地面相通的豎井和相應的水平巷道採掘岩鹽。對各種地質條件的岩鹽礦床適應性較強。對傾斜角度較大、埋藏較深、圍岩不夠穩固、產量較大的礦床尤為適用。

斜井開拓  利用與地面直接相通的傾斜巷道和相通的水平巷道採掘岩鹽,適於傾斜角度不大、埋藏較淺、圍岩穩定的礦床。

平硐開採  利用與地面直接相通的水平巷道和上、下山道等進行採礦作業。適用於地形切割很深而陡峻,礦體一部分埋藏在水平侵蝕基準面以下的岩鹽礦床。

岩鹽水溶開採  分峒室水溶開採和地面鑽井水溶開採。前者大都是在房柱法旱採的基礎上建造峒室,然後向峒室注滿淡水,靜溶礦石,得到高濃度滷水,再抽至地面作為製鹽原料;後者是在地面鑽井通達岩鹽礦體,注水溶解岩鹽,滷水返至地面。鑽井水溶開採常用的有單井對流、油(氣)墊、水力壓裂等方法。

單井對流法  中心管下至鹽層底部,技術套管下至鹽層頂部。淡水從中心管注入,溶解岩鹽,滷水從中心管與套管之間的環隙返出(正迴圈,圖2),也可將淡水從中心管與套管之間的環隙注入,滷水經中心管返出(反迴圈);兩種迴圈方式視不同情況交替使用。單井對流採鹽分3個階段:

①建槽期,一般採用正迴圈操作,注入淡水,溶解鹽層,逐漸擴大溶腔;當注水量與岩鹽溶解量趨於平衡、採滷量與出滷濃度達到設計能力時,即轉入生產階段;②生產期,大多採用反迴圈操作,以便取得濃度較高的滷水,並可防止泥沙堵塞管道;③衰老期,鹽層溶腔擴大至最大溶蝕半徑,頂板大面積暴露,滷水濃度明顯降低,影響製鹽能耗,不能維持正常生產。鹽層溶腔的發展也可分3個階段:

第一階段,淡水沿井壁向上沖刷,形成梨形溶洞;第二階段,注入淡水與井管周圍滷水混合向上回流,形成柱狀溶洞;第三階段,因溶腔內滷水重力分異作用,上部滷水淡,岩鹽溶解快,下部滷水濃,岩鹽溶解慢,形成倒錐體溶洞。 油(氣)墊法  在單井對流的基礎上,為了控制上溶,保護頂板,加快側溶,提高採滷量,延長井的服務年限,在溶腔中注入石油、天然氣或壓縮空氣,浮在滷水表面,使滷水和溶腔頂板隔開

壓裂法  用高壓淡水,使鄰近的雙井或多井溶腔連通,從一口井加壓注入淡水,另一口(或多口)井返出滷水,兩井一般間距100~150m(圖5)。壓裂通腔的過程為:①壓裂階段,注水壓力達到壓裂高峰值,將鹽層壓裂。

破裂壓力的大小決定於鹽層埋藏深度、礦石質量、岩鹽結構及構造裂隙發育程度。破裂階段的時間由幾分鐘到幾十分鐘,然後壓力從高峰值迅速下降,但仍需超過上覆岩層的壓力,並基本穩定,使兩井連通。②擴充套件階段,降低壓力,大量注水,擴大底部溶腔範圍,轉入通腔生產。

為了使溶腔形成橢圓形,取得滷水濃度高、產滷量大的效果,開採過程中進水井和出滷井必須倒換使用。

地下天然滷水的開採 鑽井通達滷水層,根據埋藏深淺、賦存狀態及含氣量大小,分別採用自噴、提撈、氣舉、幫浦抽等法將滷水提到地面。

自噴井法  當地下天然滷水層壓力高於井內液柱壓力時,鑽井鑽穿滷水層後,滷水可自動噴出地面。利用自噴井採滷時,含滷層靜壓力與中心管下部井底壓力之差越大,產滷量越高;但壓差過大,會使滷水層的能量迅速消耗,影響自噴期限和採收率。為了穩定自噴井的產滷量和延長自噴期,需及時選擇更換不同的節流器,以控制壓差和產滷量。

提撈法  井上設井架(天車),架頂安裝定滑輪(天滾),用捲揚機、鋼絲繩、汲滷筒提撈滷水。此法耗用材料多,生產中易發生事故,效率低,目前一般已不採用。

氣舉法  將高壓天然氣或壓縮空氣經中心管連續壓入滷水中,使在套管環狀空間內形成氣、液混合體,比重因而減小,液面逐漸上公升,最後公升至井口,由套管出口流出,達到氣舉採滷的目的。氣舉井的結構,與岩鹽水溶開採的對流井類似,需另設天然氣與滷水分離裝置或空氣壓縮站。

幫浦抽法  利用安裝在井下的潛滷幫浦,將滷水抽到地面。潛滷幫浦由潛滷離心幫浦、保護器和潛滷電機 3部分組成。3部分的外殼用法蘭連線,通過附著在中心管外壁的電纜,由地面向井下供電。

製鹽方法 天然滷水或岩鹽滷經預處理,再用圓(平)鍋煎熬或真空蒸發、熱壓蒸發製成鹽。

滷水淨化處理  用化學方法除去滷水中所含 ca、mg、h2s及其他雜質,再用以製鹽。ca、mg在製鹽過程中,常在預熱器、蒸發器的傳熱管壁生成鍋垢,影響傳熱系數,除去的方法有:①加入naoh、na2co3,使ca、mg生成mg(oh)2、caco3沉澱。

此法流程簡單,但耗鹼量大,處理費用較高;②先加入石灰乳,使mg生成mg(oh)2析出,然後加入na2co3,使ca生成caco3析出;③先加入石灰乳與na2so4,使mg成為mg(oh)2析出,再通入co2(石灰窯窯氣或鍋爐煙道氣),進一步除去ca。石灰乳加入量需考慮將mg 除去後,滷水中還要含有適量的oh,以便在第二步反應中使ca生成caco3析出。處理過程中,為加速沉澱物的凝聚與下沉,常返回一部分沉澱物作為晶種,同時加入助沉劑,如聚丙烯醯胺或聚丙烯酸鈉等。

某些天然滷水中含有h2s,對製鹽裝置有嚴重腐蝕作用,或含有bacl2,對人體有害,都應在預處理中除去。除去h2s的方法為:①空氣吹出法,使大部分h2s被帶出。

再通入氯氣,與殘存的h2s反應,生成單質硫沉澱;同時氯氣與水作用生成次氯酸(hclo),在日光直接照射下,次氯酸分解成hcl,並放出[o],又可將h2s氧化成單質硫析出。為了除去滷水中過剩的cl2、hcl和fe,加入ca(oh)2,使生成fe(oh)3,並加速滷水的澄清;再加入na2s2o3,還原滷水中殘存的游離氯。此法脫硫率可達98%以上,已在工業上試用;②用空氣吹出法使滷水中 h2s含量降到15mg/1以下,再加入fecl3,除去殘存的h2s。

此法工藝簡單,費用低,h2s除去率在99%以上,已用於生產。廢氣中的h2s用橡椀烤膠脫硫法除去。對含ba的滷水,比較簡單的處理方法是與含so娸的滷水混合,使生成baso4沉澱,將ba除去。

圓(平)鍋煎鹽  直接加熱煎熬圓鍋或平鍋中的滷水成鹽,在常壓下進行。因燃料消耗高,且易出現事故,此法已基本淘汰。但為了滿足使用者需要,還保留著某些特殊的平鍋製鹽法,如美國的造粒池法生產漏斗狀鹽和阿爾貝格法生產塊狀和鱗片狀鹽。

真空蒸發製鹽  根據滷水沸點隨壓力減低而下降的規律,在壓力遞減的多效蒸發罐組中,用生蒸汽(新鮮蒸汽)加熱一效罐的滷水,使之沸騰蒸發,產生二次蒸汽用作次效罐的熱源,並按所設效數依次傳遞,多次利用二次蒸汽,使各效罐的滷水蒸發析鹽。

真空蒸發製鹽的主要裝置是蒸發罐,由加熱室和蒸發室組成。加熱室的殼體中,有上下花板和固定在花板間的加熱管束。加熱蒸汽經管道進入殼體,滷水由下而上在加熱管中迴圈,通過加熱管壁的熱交換,使滷水溫度公升高,並進入蒸發室,沸騰蒸發;二次蒸汽由上部排出,冷凝水由加熱室底部管道排出,蒸發室底部有集鹽裝置。

製鹽工業常用的真空蒸發裝置有兩種:①標準式蒸發罐(圖6),加熱室置於蒸發罐內,其中有直徑較大的**迴圈管,橫斷面積為加熱管束總橫斷面積的50~100%,內裝推進器,強制滷水迴圈,流速可達 0.8~1.

2m/s,藉以提高傳熱系數。結構簡單,動力消耗較少,但滷水迴圈慢,傳熱系數低,檢修困難,不易實現大型化;②外加熱室強制迴圈蒸發罐(圖7),加熱室與蒸發室分開,其間用上、下迴圈管連線,滷水的迴圈由安裝在下迴圈管和加熱室之間的軸流幫浦強制進行。滷水迴圈速度較快,達2m/s左右,加熱管拆換、檢修方便,便於實現大規模生產,但動力消耗較大。

多效蒸發的加料方式一般是各效分別加料,鹽漿順流到末效排出。末效二次蒸汽進入冷凝器冷凝,並將不凝氣排除,以維持蒸發系統的真空度。熱壓蒸發製鹽,利用壓縮機或蒸汽噴射幫浦,將蒸發罐所產生的二次蒸汽加壓公升溫,再反饋至蒸發罐,反覆將二次蒸汽用於蒸發製鹽。

壓縮機壓縮效率高,但裝置複雜,投資較大,耗電多;蒸汽噴射幫浦裝置簡單,投資較少,但效率較低,並需具備壓力較高的工作蒸汽。

熱壓、真空並用法制鹽  將熱壓蒸發與真空蒸發結合起來的一種製鹽方法。有的是在多效真空蒸發系統外,增加乙個加壓效,如採用電動壓縮機,加壓效可獨立使用,如圖8;如改用汽輪機驅動的壓縮機,除壓縮本效二次蒸汽反覆使用外,汽輪產生的背壓蒸汽供給多效蒸發系統作為熱源。有的是在多效蒸發系統內,用蒸汽噴射幫浦壓縮一效的二次蒸汽,除反饋本效使用外,其餘部分進入下一效作為加熱室的熱源。

製鹽流程  地下天然滷水和水溶採礦得到的滷水成分不同;水溶採礦得到的滷水,也有含硫酸鈣較多和含硫酸鈉較多的區別;因此用以製鹽的流程也不同。

硫酸鈣型滷水製鹽 流程如。如滷水未經預處理,為了防止加熱管壁結垢,常將石膏晶種加入各效蒸發罐,各效分別排鹽,經旋流器使鹽與石膏晶種分離,晶種回至各效反覆使用。

硫酸鈉型滷水製鹽  因提取硫酸鈉(芒硝)的方法不同,製鹽流程也不一樣:一是利用芒硝在低溫時析出的規律,採用冷凍法提硝。此法歷史悠久,但電耗較高,所需裝置較多,流程比較複雜。

二是根據溫度變化時鹽和硝的溶解度不同的規律,實行熱法提硝。在17.9℃以上的常溫時,硝的溶解度隨溫度的降低而提高,鹽的溶解度則降低;但在130℃以下的高溫時,鹽的溶解度隨溫度的提高而提高,硝的溶解度則降低。

因此,可在常溫下用原滷洗滌鹽漿,鹽質可以提高,又可得到含硝較高的洗液,在高溫下可直接製取無水硝。中國首先採用此法,所需裝置較少,能耗較低,目前正在逐步推廣。三是瑞士埃舍維斯公司設計的從製鹽母液中**氯化鈉和硫酸鈉的生產流程。

此法生產穩定,產品質量高,但蒸汽消耗較高。

地下天然滷水製鹽  首先澄清分離不溶物,並進行預處理,除去h2s、bacl2等有害物質,需實行分段蒸發,第一階段鹽的質量較好;第二階段鹽的質量較差,必須洗滌,才能符合質量標準!

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