氨堿法純堿生產(chǎn)中廢液及堿渣的綜合利用+研究

劉清帥

摘 要：氨堿生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)排放大量廢液和堿渣，影響環(huán)境質(zhì)量，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，浪費(fèi)大量資源，明顯降低資源利用率。這已經(jīng)成為限制純堿生產(chǎn)的一個(gè)重要原因。解決這一問(wèn)題的有效途徑是使廢液和堿渣綜合效益。使用。從氨堿生產(chǎn)中廢液和堿渣的生產(chǎn)和組成入手，分別分析了廢液和堿渣的綜合利用方案，希望對(duì)相關(guān)工作有所幫助。

關(guān)鍵詞：氨堿法；純堿生產(chǎn)；廢液；堿渣；綜合利用

引言：

在氨堿法生產(chǎn)純堿的過(guò)程中，必然會(huì)產(chǎn)生大量的廢液和堿渣，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。目前，對(duì)純堿生產(chǎn)的要求不僅是對(duì)其生產(chǎn)能力的要求，而且是對(duì)盡可能減少環(huán)境污染的要求。氨堿廠的廢液和堿渣的排放方式大多是分開(kāi)排放的。雖然環(huán)境污染問(wèn)題已經(jīng)在一定程度上得到了解決，但是很多資源被浪費(fèi)了。因此，廢液和堿渣的綜合利用已成為研究的熱點(diǎn)。

1廢液的產(chǎn)生和組成

1.1氨堿法純堿生產(chǎn)工藝過(guò)程簡(jiǎn)介

氨堿法純堿的生產(chǎn)程序可以分為下面幾個(gè)步驟：（1）CO2氣體和石灰乳的制備；（2）鹽水的制備、精制和氨吸收制得氨鹽；（3）氨鹽水碳化生產(chǎn)重堿；（4）重?zé)龎A煅燒產(chǎn)生純堿產(chǎn)品和CO2；（5）母液中氨的蒸餾回收[1]。為回收氨能量，將從過(guò)濾后的重堿中提取的含氨的濾液（母液）與石灰乳進(jìn)行反應(yīng)，回收其中氨；蒸氨后的液固混合物無(wú)使用價(jià)值，稱為廢液。

1.2廢液和堿渣的組成

廢液的pH值較高。根據(jù)不同廠家的生產(chǎn)要求和操作，廢液的組成有很大的差異，包括鈉離子、鈣離子、氯離子、氫氧化物、硫酸鹽、碳酸鹽。堿渣的組成也因蘇打的原料不同而不同，一般含有鈉離子、鈣離子、氯離子、氫氧化物、硫酸鹽、碳酸鹽、氧化鋁、二氧化硅、氧化鈣、酸不溶物、結(jié)合水等。

2氨堿法純堿生產(chǎn)中廢液的綜合利用

2.1廢液處理工藝

由于純堿是一種大宗化學(xué)制品，其生產(chǎn)過(guò)程中排放的廢液量驚人。國(guó)內(nèi)大型氨堿廠都建在海邊，主要目的之一就是為了方便處理生產(chǎn)過(guò)程中排放的廢液和廢渣。目前主要是建渣場(chǎng)，即用土石筑壩，將廢液送到大壩，使其能自然澄清、自然碳化、清澈的液體pH值、濁度等指標(biāo)達(dá)標(biāo)排放；壩體固體渣沉積量大，沉積速度慢，多年不干燥，占用大量土地，耗費(fèi)巨大投資。大華燒堿廠、南方燒堿公司、焦作燒堿公司改進(jìn)了廢液的排放方式。廢液的排出方式由傳統(tǒng)的濕法改為壓力過(guò)濾干燥法。但由于濾餅生產(chǎn)能力低、濾餅含水率（50%-60%）高、設(shè)備故障率高、勞動(dòng)強(qiáng)度高（間歇運(yùn)行）等諸多板框壓濾機(jī)缺陷、廢渣利用率低，無(wú)法滿足環(huán)保要求，需要進(jìn)一步改進(jìn)[2]。

2.2廢液再制鹽

氨堿法生產(chǎn)純堿過(guò)程中產(chǎn)生的廢液可通過(guò)蒸餾回收利用。一般來(lái)說(shuō)，氯化鈣和氯化鈉可以從廢液中得到。這在工廠很常見(jiàn)。廢液中產(chǎn)生的產(chǎn)物可退回制堿系統(tǒng)進(jìn)行再加工，所生產(chǎn)的氯化鈣可用于制堿，干燥劑和制冷劑應(yīng)用廣泛。

2.3一次鹽泥用于煙氣脫硫

在選擇煤炭資源發(fā)電時(shí)，脫硫處理已成為重要內(nèi)容。許多電廠都有相應(yīng)的脫硫設(shè)備，但都是后續(xù)處理，處理效果不好。特別是在煤炭燃燒過(guò)程中，鍋爐本身不含脫硫設(shè)備，嚴(yán)重影響周圍環(huán)境。它已成為員工的職業(yè)病，損害了員工的健康。同時(shí)，大量的煙氣不脫硫也會(huì)影響當(dāng)?shù)丨h(huán)境，嚴(yán)重的酸雨，具有很強(qiáng)的腐蝕性，影響更大。煙氣脫硫處理也是人們研究的熱點(diǎn)。目前，十多種脫硫過(guò)程被開(kāi)發(fā)出來(lái)，過(guò)程已經(jīng)成熟，可廣泛推廣，但成本高，許多企業(yè)特別是中小企業(yè)，很難完成脫硫過(guò)程的基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)行。對(duì)原鹽污泥資源進(jìn)行煙氣脫硫處理，可以大大降低脫硫成本，更好地利用廢液。廢液pH值較高，與一氧化硫發(fā)生酸堿中和反應(yīng)。廢液中的鈣、鎂離子也能與硫酸鹽形成水溶性沉淀，有效地解決了脫硫問(wèn)題。

3氨堿法純堿生產(chǎn)中堿渣的綜合利用

3.1堿渣在農(nóng)業(yè)方面的綜合利用

農(nóng)業(yè)堿渣的綜合利用主要集中在鈣、鎂肥料的生產(chǎn)上。廢液在沉淀槽中沉淀后，懸浮液稀釋后放入離心機(jī)。濾餅與氧化鎂硫酸混合，成熟24小時(shí)后保留。鈣鎂肥料本質(zhì)上是硫酸鈣、碳酸鎂、氫氧化鎂、氯化鈣、氯化鉀、氯化鈉、硫酸鎂和硫酸鉀的混合物。其外觀呈灰色顆粒狀，經(jīng)過(guò)綜合實(shí)驗(yàn)改良后得到廣泛應(yīng)用。中國(guó)的鈣和鎂肥料是由堿渣制成的。經(jīng)處理后，在許多領(lǐng)域得到了應(yīng)用，取得了良好的效果。殘堿還可用于土地改良，許多的土地是酸性的，很難培養(yǎng)，一般會(huì)選擇應(yīng)用石灰中和后可以改善土壤，每年所需的石灰，和堿性渣本身的pH值較高，可以作為主體而不是大多數(shù)石灰完成土壤改良。在國(guó)外許多地方都建立了鈣肥廠來(lái)處理土壤改良劑以改善土壤酸堿度。與石灰粉相比，改良效果沒(méi)有降低，改良后的土壤在一定程度上也會(huì)提高作物產(chǎn)量。用氨堿法處理純堿生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣可制得鈣鎂肥料。廢物可以被綜合利用，變成財(cái)富。處理流程不復(fù)雜，能起到積極的作用，不污染環(huán)境。對(duì)某些酸性土壤有較好的改良作用，促進(jìn)微生物的活性。增加土壤養(yǎng)分，使土壤更適合作物生長(zhǎng)，也為作物提供生長(zhǎng)所需的鈣、鎂等元素[3]。

3.2堿渣在建筑方面的綜合利用

堿渣中含有大量的電石等金屬化合物，可作為硅酸鹽水泥制備的主要原料。采用國(guó)內(nèi)堿礦渣和粉煤灰熔融法制備粉煤灰水泥。粉煤灰水泥的強(qiáng)度符合國(guó)際要求，在建筑領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。以堿渣為原料制備水泥已在國(guó)外廣泛試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比分析表明，該工藝可行，產(chǎn)品質(zhì)量高。在建筑領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。從經(jīng)濟(jì)效益的角度看，堿渣消耗大，設(shè)備可靠。與普通水泥廠有一定差距，但社會(huì)效益較高，這也是堿渣綜合利用的有效途徑，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；I(yè)化生產(chǎn)，可以進(jìn)一步提高氨堿的生產(chǎn)。除普通粉煤灰水泥外，堿渣還可制備低溫水泥基膠粘劑。目前，我國(guó)在這方面進(jìn)行了試驗(yàn)，在對(duì)水泥制品進(jìn)行后續(xù)處理后，將堿渣和礦渣粉熔合成水泥熟料[4]。低溫水泥需要大量的堿渣，而且工藝簡(jiǎn)單，能耗低，在生產(chǎn)中不會(huì)產(chǎn)生二次氣體污染，而且成本較低。在膠粘劑的生產(chǎn)中，附著力好，而且能在短時(shí)間內(nèi)固化，強(qiáng)度高，已被廣泛使用。水泥的制備過(guò)程中存在著不可避免的問(wèn)題。堿性礦渣含有較多的氯。在配制水泥時(shí)，易吸水，影響水泥性能，腐蝕鋼筋混凝土鋼筋。鎂鹽會(huì)對(duì)水泥的質(zhì)量產(chǎn)生更大的影響，尤其是在礦物中。這樣，建筑的質(zhì)量就會(huì)受到影響。如果情況嚴(yán)重，建筑物會(huì)直接破裂或倒塌。因此，需要對(duì)其進(jìn)行處理后才能用于水泥的制備[5]。

結(jié)束語(yǔ)：

由于我國(guó)天然堿和復(fù)合堿的開(kāi)發(fā)仍難以達(dá)到氨堿替代的水平，雖然大型的氨堿廠都在沿海地區(qū)，但這些地區(qū)都是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，國(guó)家已經(jīng)加大了對(duì)環(huán)境保護(hù)的控制力度，所以堿渣實(shí)施了“廢物化合成寶，改善環(huán)境，發(fā)展生產(chǎn)”的政策，具體實(shí)施的時(shí)間。采取“重點(diǎn)攻關(guān)、典型示范、循序漸進(jìn)”的方法。

參考文獻(xiàn)

[1]王秀忠，王健.螺旋式堿渣廢液除砂機(jī)的研發(fā)與應(yīng)用[J].化工管理，2017（25）：131-132.

[2]王秀忠，王健璠.一種堿渣/鹽泥廢液綜合處理設(shè)備的研發(fā)及應(yīng)用[J].純堿工業(yè)，2017（03）：12-14.

[3]趙海.淺談國(guó)內(nèi)外氨堿法純堿生產(chǎn)中廢液及堿渣的應(yīng)用[J].化工管理，2015（08）：181.

[4]王曉娜，張?jiān)苾?，王亞飛，劉艷娟，李悅，劉大成.氨堿法純堿廠廢渣綜合利用[J].化學(xué)工程師，2014，28（02）：32-34.

[5]李樹(shù)興.蒸氨廢液及鹽泥漿壓濾特性研究及探討[J].純堿工業(yè)，2014（01）：12-14.

（作者單位：山東?；煞萦邢薰炯儔A廠）