現代工業技術對無機鹽工業的發展研究

左艷梅

（揚州工業職業技術學院 化學工程學院，江蘇 揚州 225127）

1 前言

無機鹽除了由金屬離子和酸根所組成的化學品以外，還包括有氣體、單質、氧化物、氫氧化物和某些酸類及其它許多化合物如無機顏料、稀土化合物、精細陶瓷、超細粉末等。因而無機鹽工業是一門品種眾多、涉及面廣、古老具備發展潛力的一門工業。與其他制造業相比，它的基本特點如下：以天然礦物資源為原料來源的工業；三廢大、吞吐量大及多樣化技術。以前的無機鹽工業是全社會發展運轉的“螺絲釘”，那么現在為各部門“錦上添花”工業而更受人們喜歡[1]。本文將從現代化工技術、石油化工技術、電氣技術、功能材料發展技術、環保技術方面的發展對無機鹽工業技術的發展進行闡述。

2 無機鹽工業概況

產品在世界無機鹽工業領域已達1550余種，其產量突破6100萬噸( 80年代統計4500多萬噸)。目前無機鹽品種、產量最大的國家是美國[1]。其產量據統計約為1950萬噸，有近940個品種，日本居第二，分別為900萬噸及750個品種。 1950年美國達到民用品種445個，基本滿足市場消費的需要。隨著科技的發展，到1990年左右，美國的無機鹽工業產品無論在數量、品種以及質量等都有了較大的發展[1]。中國的無機鹽現有品種近900，總生產能力約1500萬噸/年，生產量約850萬噸/年。2010年中國無機鹽產品進出口總量為3900萬t，用匯進口近110億美元，出口創匯120億美元，貿易總額220億美元[2]。從無機鹽生產的產量規模來看，目前居世界第三名，僅落后美國和日本。在全國的化工產業中，其產量僅落后于塑料加工和無機肥料行業。因此它在出口匯行業占據重要位置。相當數量的無機鹽產品與稀土金屬化合物產量已躍居世界前茅[3]。

2.1 現代化工技術對無機鹽工業的促進作用

現代化工生產技術的發展對無機鹽工業的發展起到了至關重要的作用，主要有：①無機鹽溶液的分離、提取、精制等工段主要利用現代離子交換技術、萃取技術來實現；②無機鹽的高溫強化反應、礦物分解反應、高純氧化物合成反應等工段主要通過離子技術、合成水熱技術等來實現；③無機鹽溶液的精化、純化還依賴于近期開發的激光技術、電滲析化學技術、膜滲析分離及超納濾技術；④制備無機鹽高純產品方面主要是利用提取有效組分及電化學合成技術來實現；⑤現在大規模生產主要通過集散計算機DCS系統技術；在用于某些無機鹽自動生產中發揮重要作用：如自動控制氟硅酸鉀和氟硅酸鈉生產過程；自動控制對氯化鈣的結晶過程；自動控制堿式碳酸鎂的過濾與干燥過程；自動控制生產濕法磷酸中原料的平衡。

現代化工生產工藝路線的改進對無機鹽工業的發展也起到促進作用，主要有以下，①工藝合成方法的革新：在無機鹽產品立德粉制造中，現在是通過閃鋅礦直接一步法得硫酸鋅，自動化和連續化程度大大提高，大大改變了以往先把原來制成氧化鋅，二步法再制備硫酸鋅的老工藝方法。大的方面來講節約勞動力成本，提高了生產強度、改善原來的勞動環境。②繼續優化老產品用途：將一些陳舊的無機鹽產品改變性質從而改變使用方向，開辟無機鹽的新用途，向多功能化方向發展，如在對超細粉體開發研究已進入相當成熟階段，無機鹽產品碳酸氫鈉、碳酸鈣、高錳酸鉀超微細化和納米化成功后，便會在電磁學、光電學、化學反應特向等方面，展現出全新功能特性，諸如此類的纖維狀產品、超細粉末狀碳酸鈣、填料及補強氮化硼纖維復合材料等產品相繼問世，超微粉體的結構性能和新合成方法的研究正在如火如荼的開展，如對超微粉體粉碎粒子的表面處理、結構控制、性質控制、分散技術控制、干燥技術的研究等。這些大大促進了無機鹽工業的精細化發展。

2.2 石油化工發展對無機鹽工業的促進作用

石油化工發展對無機鹽工業的促進作用也日益明顯：①氧化鋁、分子篩、氧化硅等無機鹽產品在石油化工行業中承擔重要的角色，原油的催化裂化、加氫裂化需要一系列催化劑載體來實現，這些都是無機鹽產品來發揮作用；②原油中提取乙烯、丙烯等原材料來合成纖維，其中纖維產品的抽絲溶劑及各種添加劑都是通過無機鹽產品來發揮作用；③石油和天然氣資源已經逐漸滲入無機鹽產品的生產中，以有機原料為主的無機鹽生產已有鋇鹽、氰化物、二硫化碳及雙氧水等，這些都促進了石油化工和無機鹽工業的有機結合；④在目前石化行業大力發展節能、節水、節電和資源再利用的新技術情況下；大大提高新工藝、新設備、原輔材料和產品的綜合利用水平前提下，主要加強無機鹽產品的潔凈生產技術的開發，隨著生產向集約化發展，市場競爭激烈發展，無機鹽產品將進行智能化生產[6]。這些勢必帶動無機鹽工業的飛速前進。

2.3 電氣技術的發展對無機鹽工業的促進作用

目前國民經濟中的電工電子及航天技術的發展對無機鹽工業起到了很大的促進作用，主要表現如下：①對無機鹽的性能上提出新更高要求，此類產品技術比占的較大且與復合的材料較性能較強，往往數量要求不多，但要求精性能精細優化，如半導體熒光材料、半導體照明材料、半導體電子元件材料、一些超硬材料及高能燃料等。這類無機鹽有氧化銪、氮化硼、氧化釔及高純過氧化氫、高濃度水合肼等[5]。②對無機鹽中間產品的發展提出了要求，濕法冶金的發展特別是稀有、稀土金屬的發展，產生了上百種的中間體，而這些產品又衍生到化工領域中，相互交叉，相互制約發展，如鉬酸銨既是無機鹽的中間產品又是冶金的原料。

2.4 環保技術的發展對無機鹽工業的促進作用

環保技術的發展對無機鹽行業的促進作用主要表現在以下：①積極推進清潔生產技術，主要是能對資源綜合利用。通過余熱鍋爐等設備對能量進行回收利用；通過淘汰、更換能耗比較低的工藝技術及設備；通過對重污染產品提高準入門檻和強化生產許可證管理，如對污染元兇氰化物與鉻鹽的處理，這些措施有效的抑制重污染的發展。②進行推進節能減排技術的發展：通過對設備凈化除塵、技術方法路線等改進綜合利用[4]。這些措施大大提高了行業的清潔生產，如：鉻鹽企業解決了很多技術難題，如鉻渣替代消石灰作熔劑、水泥行業鉻渣用作水泥添加劑和礦化劑、鉻渣熔融技術等十多項綜合利用技術。充分說明了人們的環保意識在增強，技術在改進。③三廢治理技術及環境保護意識的加強，隨著工業發展伴隨著環境污染的產生，因而一批的氧化還原劑、沉淀劑、解毒劑等應運而生 [4]。在三廢治理的發展過程中，隨之而來的是無機鹽生產原料結構的變化，以三廢為原料的廢副產品的資源化使無機鹽工業產品的生產技術及工藝流程有了較大的改進及提高，同時也使無機鹽工業本身得到了較好的三廢治理，封閉流程即是這一治理的結果。今后的氟鹽生產將會與磷礦加工并聯，以充分利用其含氟廢氣，而盡可能減少螢石與硫酸反應生產氟鹽的老工藝。這些體現了環保行業對無機鹽工業的促進作用。

2.5 功能材料技術的發展對無機鹽工業的促進作用

由于功能材料發展需求，無機鹽工業的發展帶動了稀土高新材料的發展，稀土高新材料的發展促使了無機鹽產品向精細化的材料工業靠攏。兩者相互輔助，相互促進，比如在功能磁性材料、功能發光材料、功能氫材料、功能催化材料、功能超導材料、功能特種玻璃、精密陶瓷材料等方面，無機鹽稀土元素占據重要作用，因而無機鹽工業的前途是十分廣闊的[5]。由于功能材料領域阻燃劑的需求量的增加，無機鹽在阻燃劑領域中擔負著兩個任務：一方面無機鹽產品可以直接用作復合材料阻燃劑，如氫氧化鋁、硼砂、氧化銻、溴化銨等。另一方面是為其他阻燃劑提供復配材料，如溴等。據文獻報道有機溴復合阻燃劑中經測定含溴量可以高達75%[5]。此外，隨著航空燃料的多元化發展，為了杜絕二次火災事故的發生，使無機鹽產品氧化鋁、聯氨等也得到快速發展。

2.6 原料提取技術的發展對無機鹽的促進作用

原料提取技術的發展對無機鹽的促進作用主要表現在如下方面：在資源越來越緊張的情況下，原料的開發利用向深加工方向發展。對于礦物資源的貧化，一方面注意新資源的開發，另一方面著重共生礦和貧礦的研究和再利用，促使加工技術的提高如海底錳瘤含有大量的錳、鉆、鎳等金屬，資源豐富，各國均在研究開發，是很有前景的資源。我國新技術為無機鹽工業的發展開創了新途徑，它是提高資源開發效率、節省已經開發出來的資源、改革工藝路線節約資源的有力措施。發展前期的沸騰床共贏技術，用于礦物質的焙燒，提取產品的有效干燥[6]。這些技術無疑將對我國無機鹽工業的發展是有所幫助的。

3 無機鹽工業的發展

無機鹽工業是基本化學品原料生產的工業之一，在化學工業中占據很大的地位。我國無機鹽工業的現狀：品種數量多、原料來源方便、用途多及加工方法多式多樣。現有無機鹽產品80多種，工業生產總生產能力近1100萬t[6]。我國無機鹽工業生產技術的現狀：主要產品的生產路線、技術已經達到國外水平；已經實現了計算機集散DCS控制自動化和連續化；但在技術經濟指標產品質量、技術裝備及應用性能等方面，與國外先進水平仍有一定的差距。與國內其他化工行業( 如化肥、農藥工業)相比，亦處于落后的地位。為加速我國無機鹽工業的發展，無機鹽產品的更新換代已是目前我國的主攻方向之一，結合產品結構的調整以適應市場及高科技的需要應當是無機鹽工業的發展方向[5-6]。雖然中國已經開始重視，但是重視的程度有待加強，因此在新技術的改進、新產品的開發進展較為緩慢，導致我國的無機鹽的產品、種類、數量、技術與其他發達國家仍然有一定的差距，雖然某些無機鹽產品已經排布前列，但這些產品大多為資源發展型，能源利用型型及勞動密集型產品，所以要在環境保護下，積極開發技術革新類型的無機鹽復合產品，如開發超細納米材料、可再生纖維材料、無機鹽復合高分子材料、無機鹽復合磁性材料、精細陶瓷多孔物質等。在大方向確定下，積極開展技術攻關和難題，爭取工藝優化。這些將是無機鹽工業今后應改造及主攻的關鍵內容[5-6]。

綜上所述，無機鹽工業是一個國家工業發展的重要支撐部分，它的進步勢必帶動其他行業的飛速發展，也為一個國家的經濟帶來廣闊的前景。問題的關鍵是如何適應目前全球工業制造4.0的需求，結合自身優點和發展方向，積極開展精 細無機鹽產品的科研、生產工作，向材料工業的領域靠攏[5]。中國無機鹽工業產品不僅是制造、消費、出口大國，還是生產水平、工藝較高、精細化率高的強國，目前發展目標是提高在國際市場競爭的優勢，將無機鹽產品屹立于世界之林。

[1] 徐肇錫.無機鹽工業技術進展[J].化工進展.1990:23(1)7-8.

[2] 王佩琳.無機鹽工業結構調整建議[J].中國無機鹽工業年鑒，2010: 60-69．

[3] 葉麗君.國內外磷化工行業的現狀及趨勢[C].第三屆中國國際磷化工高峰論壇暨行業年會資料匯編.成都:中國無機鹽工業協會磷化工分會，2009: 191-199.

[4] 王孝峰.新形勢下我國鉀鹽行業發展戰略分析[J].中國無機鹽工業年鑒，2010: 69-81．

[5] 胡慶福等.中國無機鹽工業近五十年發展概況[J].無機鹽工業，2011:2-5.

[6] 宋麗英，胡曉湘,胡慶福.中國納米級碳酸鈣生產現狀與發展建議[J].無機鹽工業，2010，42( 6) : 1-4．