氯堿工業(yè)將鹽制成飽和鹽水，在直流電作用下，電解生產(chǎn)得到燒堿和氯氣;由于工業(yè)鹽中含有大量的Ca2+、Mg2+、SO2-4等無機(jī)雜質(zhì)，以及細(xì)菌、藻類殘?bào)w等天然有機(jī)物及泥砂等機(jī)械雜質(zhì)，鹽水精制的目的就是要將這些雜質(zhì)徹底去除，避免這些雜質(zhì)離子進(jìn)入離子膜電解槽后，生成的金屬氫氧化物在膜上形成沉積，造成膜性能下降，電流效率降低，嚴(yán)重破壞電解槽的正常生產(chǎn)，并大幅度縮短離子膜的壽命。
鹽水精制的原理是選擇性地采用精制劑，使原鹽中的各種雜質(zhì)離子生成可分離的固體懸浮顆粒，然后采用物理方法進(jìn)行分離。傳統(tǒng)的鹽水精制采用“道爾澄清桶+砂濾器”工藝，即在原鹽溶解并經(jīng)精制反應(yīng)后，在澄清桶澄清去除大部分懸浮顆粒，再經(jīng)砂濾器粗濾、α纖維素預(yù)涂的碳素?zé)Y(jié)管過濾器精濾，最后獲得可進(jìn)入樹脂交換塔的一次精制鹽水。此工藝受原鹽質(zhì)量影響大、工藝流程復(fù)雜、鹽水質(zhì)量不穩(wěn)定、過濾后鹽水SS超標(biāo)等缺點(diǎn)已難以滿足離子膜電解的要求。
針對(duì)傳統(tǒng)鹽水精制工藝本身及運(yùn)行過程中存在的缺陷，近些年來國內(nèi)出現(xiàn)并推廣運(yùn)行一種新的有機(jī)聚合物膜鹽水精制過濾工藝。該法與傳統(tǒng)工藝相比，只是以浮上桶取代道爾桶并取消了砂濾器，有機(jī)聚合物膜過濾器取代了碳素?zé)Y(jié)管過濾器，裝置投資相差無幾，操作方面浮上桶的能力、適應(yīng)性及操作穩(wěn)定性并不優(yōu)于道爾桶。
針對(duì)以上兩種鹽水精制技術(shù)存在工藝流程長、生產(chǎn)不穩(wěn)定等問題，徐南平等開發(fā)出用沉淀反應(yīng)與無機(jī)膜分離耦合的鹽水精制新技術(shù)。此技術(shù)采用無機(jī)陶瓷非對(duì)稱膜和高效的“錯(cuò)流”過濾方式，解決了有機(jī)聚合物膜對(duì)有機(jī)物、氫氧化鎂絮狀沉淀敏感的問題，使反應(yīng)一步完成，簡化了工藝流程，大幅節(jié)省了投資，且設(shè)備操作簡單、運(yùn)行穩(wěn)定、出水質(zhì)量無波動(dòng)。
陶瓷膜反應(yīng)器鹽水連續(xù)精制技術(shù)由兩個(gè)簡單的單元構(gòu)成：單元A———溶鹽，經(jīng)配水后的淡鹽水調(diào)整溫度，于化鹽桶中加入原鹽飽和;單元B———沉淀反應(yīng)無機(jī)膜反應(yīng)器，飽和粗鹽水和精制劑(碳酸鈉、氫氧化鈉)同時(shí)進(jìn)入沉淀膜反應(yīng)器，在反應(yīng)器中反應(yīng)的飽和粗鹽水通過無機(jī)膜過濾器過濾分離，清液即為過濾后的精制鹽水送離子膜電解，濃縮液回到反應(yīng)桶繼續(xù)反應(yīng)或回到過濾器循環(huán)過濾，小部分濃縮液連續(xù)進(jìn)入濃水池。該工藝的核心是沉淀膜反應(yīng)器(圖8)，該反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)了精制反應(yīng)與膜過濾的耦合操作，省略了反應(yīng)與分離之間的中間處理步驟，簡化了工藝流程。由于反應(yīng)與過濾同時(shí)進(jìn)行，從而過濾性質(zhì)與前兩種技術(shù)相比有了質(zhì)的飛躍，且噸鹽水精制可節(jié)約運(yùn)行成本50%以上，節(jié)約設(shè)備投資近30%。