井矿盐的生产技术包括钻井汲卤、岩盐旱采和蒸发制盐等技术。
中国古代钻井汲卤技术的发展,可分为两个阶段。
①挖掘浅井,吸卤煎盐。战国末期,秦国蜀郡守李冰于公元前256~前251年在今四川省双流、成都、华阳一带,开凿盐井,汲卤煎盐。此后至北宋中期,都是人工挖凿的"大口浅井",井壁一般没有保护,用桶或牛皮囊提卤。成都羊子山出土的东汉画像砖上,清晰地描绘了当时井盐生产的全貌。著名的四川仁寿县陵井,相传为东汉张道陵(?~156)所开,是大口井的代表,唐时"纵广三十丈,深八十丈";井身上土下石,石之上,以柏木围护井壁,防止坍塌;以大牛皮囊盛取卤水,井侧设大盘车提升。在这期间,西汉宣帝地节三年(公元前67)前后,四川省临邛县出现了世界最早的天然气井──临邛火井,可用井火煮卤水成盐。
②出现"卓筒井",进入小口深井阶段。北宋庆历(1041~1048)、皇佑(1049~1054)年间,川南地区出现了卓筒井。它的主要特点是:首次使用钻头("圜刃"锉)凿井,钻头前端为"一"字型横刃,采用冲击式顿钻法舂碎岩石;注水或利用地下水,用竹筒将岩屑和水汲出;井口如碗大,井身直如筒,深数十丈,用大楠竹去节,首尾套接,外缠麻绳,涂以油灰,下至井内作套管,防止井壁塌陷和淡水浸入;用小竹作汲卤筒,筒底系熟皮作启闭阀门,一筒可汲卤数斗;井上竖大木架,用辘轳、车盘提取卤水。卓筒井的出现,表明中国当时已经掌握了深井钻凿的基本工艺。由明到清,凿井技术进一步发展,逐渐形成一套完整的凿井工序,有了大量专用的工具。凿井工序是:开井口,以达到岩石层为止;下石圈,将"方二、三尺,中穿圆径八、九寸或一尺二寸"的石圈,重叠砌在岩石上,与地面齐平;凿大口,用大型钻头经石圈圆孔向下捣凿,以到达坚岩且无淡水渗出为止;下木竹,将木制或竹制的套管下至井内;凿小口,用小型钻头经套管继续锉凿,直到发现卤水、岩盐或天然气。相应的凿井工具,有可以钻凿不同口径、不同井段的钻头(锉),有结构简单、精巧实用的多种打捞落井物件,以及处理井崩、井漏事故的工具。这些都说明当时的钻井技术已发展到手工生产的成熟时期,钻井深度也逐渐增加。四川自贡盐区在清道光十五年(1835)钻成世界第一口超千米深井──燊海井;道光三十年(1850)前后钻成被称为"火井王"的天然气井──磨子井;光绪十八年(1892)钻成第一口岩盐井,注水溶解岩盐,再汲卤制盐,是为钻井水溶开采法的雏形。自贡盐区还于1895年首创岩盐矿床自然连通开采工艺。
20世纪20年代以来,逐渐改用蒸汽、电力作动力,采用新式的顿钻和旋转钻;特别是中华人民共和国建立后,积极引进西方先进的钻井、采卤技术,到80年代初期,主要产区都实现了机械化,彻底改变了盐区面貌。
世界其他国家,最初也是利用地表和浅坑中的天然卤水制盐。受中国钻井技术的启发,欧洲在12世纪初成功地钻出了第一批自流井。随着产业革命的发展,1759年,法国罗塞夫斯(Roseives)出现深112m的盐井,用蒸汽机带动水泵汲卤。1806年,美国拉夫纳兄弟在西弗吉尼亚州的卡纳瓦郡(Kanawha county),用人工掘出了著名的先锋井,深3m多;1808年,他们改用铲形钻头和冲击式顿钻法,将旧井加深到18m,并用木质套管保护井壁。1831年,卡纳瓦郡的B.莫里斯发明钻杆与钻头之间的联接、缓冲装置──活环(jar),类似中国钻井工具中的"转槽子",使西方近代的顿钻法基本臻于完善。到1838年,卡纳瓦郡的120口盐井,平均深度为115m,用硬木或铜作套管;1845年最深的井达到518m。1901年采用旋转钻,用电动机带动。1925年纽约州塞拉古斯(Syracuse)地区钻井最深达到670m。20世纪30年代,苏联首先使用涡轮钻,迅速提高了钻井深度和效率。汲卤方面,初期都用水泵,随着井身加深,到20世纪40年代,美国改用多级潜卤泵,可将几千米深的天然卤水汲到地面。对地下的岩盐矿床,俄国在17世纪开始采用坑道峒室水溶开采法,间断地或连续地把淡水注入坑道,溶解盐层,获得卤水。1888年,美国塞拉古斯地区创单井对流水溶开采法(见井矿盐),投资少,可开采埋藏较深(3000m左右)的岩盐。20世纪30年代以后推广到世界主要岩盐生产国,但回采率低(10~20%)。1943年,美国N.E.特朗普提出气垫水溶开采。1946年苏联实行油垫水溶开采(见井矿盐),提高了回采率(达30%以上)和卤水浓度(300g/l以上),得到广泛应用。1950年,美国地质学家M.W.普伦提出,将油田的水力压裂技术引用于开采岩盐。采用水力压裂,使溶腔通连,一井注水,另一井或多井出卤,形成井组生产,进一步提高了产卤能力。50年代中期以后迅速推广。70年代以来逐步向自动化方向发展。联邦德国的油垫法水溶开采,对淡水卤水压力、流量、温度、浓度及水泵阀门的启闭,统由中央控制室操作,达到了遥测、 遥讯、 遥控。美国、加拿大等国的压裂法,采用先进的物探测井手段,确定压裂部位;建立数学模拟,通过盐体应力状态的研究,确定压裂方向;采用定向斜井喷射、爆破及下分隔器定向等特殊井下作业技术,都取得了明显的功效。同时还研究和利用岩盐溶腔储存石油、天然气和工业废物,特别是放射性废物。
是从地下或地面直接采出岩盐的技术。清乾隆五十八年(1793),中国云南普洱开凿斜井──石羔井,从地下直接开采岩盐。20世纪40年代,云南元永井首先采用竖井开拓、水平分层的房柱法采矿。由于云南岩盐含有大量不溶性杂质,采出后需化卤澄清才能用以制盐。世界其他国家,对品位高、埋藏浅、当地又需要固体盐的岩盐矿床都用旱采法,采出后经粉碎、筛分,即可供应市场。旱采法开采技术的发展与采煤大体相同。古代都靠人工用铁锤、铁凿采掘,人力背矿。后逐步发展为凿岩打眼,爆破落矿,并使用轮车、辘轳等运输、提升工具。19世纪末到20世纪初逐步形成近代的爆破和装运技术。50年代以后实现机械化、电气化。苏联的阿尔乔莫夫斯克盐矿在1956年以前已实现机械化。美国、联邦德国在70年代建成的盐矿,实现了全部工序机械化、连续化。
卤水制盐,中国长期都用锅煎。最初多是就井设灶煎盐。随着生产的发展,井灶分离,卤水输送距离逐渐增大,四川在汉代已用竹枧输卤,并逐渐形成一套完整的竹枧输卤工艺。清代枧管用楠竹或大斑竹去节,首尾衔接,再用竹篾、细麻、油灰缠涂。竹质轻,便于根据地势灵活架设,跨山涉水,纵横穿插在井与井、井与灶、灶与灶之间,最长的达10km以上,与凿井的碓架,汲卤的天车,同为四川盐区的特殊景观。为了解决燃料问题,云南在1937年从元永井修建一条长21km的釉砖输卤沟,利用自然地势,把卤水输送到一平浪,用煤煎盐,被誉为云南制盐史上的奇迹。煎盐用敞口圆锅,以柴、草、煤、天然气为燃料,直接用火加热,使卤水蒸发浓缩,结晶成盐,并已初步掌握了净化卤水、添加晶种和利用清卤洗涤等工艺。1940年,中国开始采用钢板镶成的长方形平锅煎盐。1958年,中国在山东青岛建成第一座真空蒸发制盐设备,逐渐普遍推广。
世界其他国家,俄国、德国在中世纪用平锅煎煮,直接用火加热。美国最早的煎盐设备是用一组铸铁圆锅,阶梯式排列,后高前低,用虹吸法逐锅下流,用人工捞盐。1789年,美国纽约州的N.Y.塞拉丘萨将天然卤水放入木盘内晒盐。1863年前后,密执安州(Michigan)的锯木厂将废蒸气通入金属管内,再将金属管没入木质、金属或水泥浅池的卤水中,加热蒸发卤水,结晶成盐。晶体呈凹面四方角锥形。这就是造粒锅法(grainer)的起源。1896年,美国154家盐厂中,有82家采用此法,1959年仍有5家。1887年,I.M.邓肯在纽约银泉(Silver Spring)最先利用单效真空蒸发罐制盐。1899年,美国曼里斯蒂铁工厂(Manistee Iron Work)制成第一套多效真空蒸发罐制盐设备,使蒸发制盐技术出现了重大的改革。1910年推广到欧洲。1930年,瑞士埃舍纳斯公司(Escher WyssCo.)改进蒸气压缩机成功,可将蒸发罐产生的二次蒸气加压升温,反复用于制盐,提高了热效率。后来又形成真空、热压并用的制盐技术(见井矿盐),迅速地推广到经济发达国家,并进一步向多效化、自动化方向发展。