钛材在湘澧盐矿的应用(一)

来源:网络  作者:网络转载   2019-10-14 阅读:164

湖南省湘澧盐矿

    湘澧盐矿设计生产能力为年产30万吨精盐,3万吨芒硝。1977年3月份开始,利用材制作制盐、提硝设备和盐浆管道,并在生产上正式使用,不仅延长了设备使用寿命,减少了设备换修次数,降低了生产成本,而且改善了生产条件,提高了盐硝质量,取得了显著的经济效益。
   
钛材应用的情况
    湘澧盐矿属硫酸钠型盐矿,生产用原料卤水,主要成份是氯化钠、硫酸钠(见表1)。
    1982年湘澧盐矿卤水平均成份见下表l

    除生产真空盐外,为确保盐质,还要提取芒硝。原设计因受当时条件限制,没有更多地从材质上考虑防腐问题,所以盐酸生产的主要设备及工艺配管,大多采用碳钢。1972年1月正式投产后,第一年腐蚀问题还不突出,随着时间的推移,蒸发罐的加热室、氨蒸发器、换热器及盐浆管道等由于原料卤水中氯化钠、硫酸盐的腐蚀及结晶盐粒的冲刷磨蚀,出现了明显的跑冒滴漏,设备完好率下降,影响到正常生产,甚至被迫一度停产。当时根据兄弟厂矿的经验,也曾作过阴极保护实验,可是效果不明显,设备腐蚀问题未能解决,结果73年比72年盐产量下降3.11%,74年又比73年下降22.06%,年产量只达6万多吨。以后虽经采取很多措施,但跑冒滴漏现象有增无减,设备上挂满盐垢,一些泵和管道裹上麻袋,以防漏泄物直接喷出。当时人们形容制盐生产是:“林海雪源,干疮百孔,披麻戴孝,云雾山中”。生产条件如此恶劣,产量上不去,质量也达不到要求,74年底盐矿采用1Crl8Ni9Ti不锈钢做盐浆管、预冷器、氨蒸发器管,同时将加热室及花板全部采用钢材代碳钢。75年3月开始陆续更换加热室管、板,不料管加热室还未全部换完,刚换上仅半年的不锈钢盐桨管又被腐蚀穿孔,其余改用不锈钢的部位,防腐效果也不理想。后来从出国考察报告中了解到,国外真空制盐设备及工艺管道多采用蒙耐尔合,它的特点是耐腐蚀性能好,可连续生产,不用月检。盐矿党委认为要使制盐生产由被动变为主动,必须从选择材质着手,解决设备防腐问题。75年3月盐矿领导到轻工部请示汇报,在讨论会上食品局盐处的同志介绍了冶金部有色金属研究院关于钛材民用推广经验,并建议研究试用。9月中旬,盐矿成立了钛材领导小组,制定了工作方案,收集了有关技术资料。冶金部将湘澧盐矿列为真空制盐工业推广使用钛材重点单位,并去函冶金部广州有色金属研究院,请他们在技术上予以帮助。在此基础上,盐矿提出50吨钛材应用订货计划,并与宝有色金属加工厂、签定了钛管、钛板及钛铸件订货合同。为钛材的试用工作创造了较好的物质与技术条件。
    1977年初,盐矿成立钛设备制作专门生产班组,经过共同努力,先后制作了钛材氨蒸发器5台,预冷器4台,预热器6台,加工了钛冷冻泵4台,钛叶轮、钛弯头、钛法兰上百件,安装了各种不同管径的钛盐浆管440米,陆续投入生产运行,从七七年三月份起,钛材就在盐、硝生产中正式推广了。
选用钛材的依据
    据资料报导及有关出国考察报告介绍,国外真空制盐设备上主要选用不锈钢316L和蒙耐尔合金作为耐腐蚀材料,使用效果良好。美国、日本和西欧各国还大量使用工业纯钛制造各种海水淡化设备,耐氯化物溶液腐蚀的各种换热器。由于钛材在各种浓度的氯化物溶液中具有极高的耐腐蚀性能,因而钛设备以用材少、重量轻、效率高而取得较好的技术经济效益。
    为了解决设备的腐蚀问题,近几年来,国内有部分盐矿也用B10、B30铜合金作加热室管材,取得了较好的效果。但由于我国铜镍资源比较缺乏,大量应用此种材料还存在一定的困难。为此必须寻找更适合我国资源条件的新的理想的耐腐蚀材料。
    在制盐提硝的生产过程中,工作条件比较复杂,在介质成份方面作为主要腐蚀介质的卤水中,所含盐分以氯化钠为主,同时也含有硫酸钠,硫酸钙、硫酸;卤水在蒸发罐内的浓度呈保和状态,在顶水洗罐时又被稀释;在首效罐中温度可达139℃,而在冷冻提硝时老卤温度又降到一2—4℃,同时在管道中盐浆、硝浆又以不同的速度流动。所以寻找的材料必须满足上述工作条件的要求。
    根据近十多年来国内外对工业纯钛的研究的应用表明,钛材是在盐硝生产中能比较全面满足上述要求的一种理想材料,因为:
    1、实验室及生产实践证明,钛在不高于140℃的范围内,在各种浓度的氯化钠溶液中几乎是不被腐蚀的,比不锈钢316L和铜镍合金等都有高得多的耐腐蚀性能。
    2、钛在高流速的介质中(含氯化钠)也具有很高的耐腐蚀性,由于钛具有迅速修复其保护性氧化膜的能力,所以钛的耐腐蚀性能极强。
    3、钛在硫酸钠溶液中和氨气、氨水中的耐腐蚀性能也是良好的,在各种温度、浓度下腐蚀速度小于0.13mm/年。
    4、工业纯钛对接触腐蚀、点腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀等都不敏感。
    5、钛由于表面氧化膜的浸润性很差,表面光滑而又无腐蚀,因而表面不易结垢,比其它金属要好。虽然钛的导热系数与不锈钢相似(导热系数为14千卡/平方、小时、℃),但钛耐腐蚀性好,可以选择更薄的管壁,表面不易结垢,通常不会生成妨碍传热的膜状污垢物,所以钛的传热效率是很高的。国外实验证明,钛的传热系数接近海军黄铜,适合于作热交换器材料。
    75年9月,湘澧盐矿通过20多块钛试片试验,分别挂在蒸发罐上循环管、盐浆泵出口、循环泵出口、氨蒸发器、硝浆泵出口等处,经三个月生产运行,试片上没有腐蚀痕迹,表面光亮,证明在我矿具体的卤水成份、浓度、温度、压力等生产条件下,工业纯钛的性能是良好的。

标签: 盐矿
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