氨堿廢渣液的分級處理與合理利用

熊澤華，邱常義

(江西富達鹽化有限公司，江西 宜春 331200)

氨堿法制純堿具有技術成熟、工藝路線短、原料價廉易得、產品質量高等諸多優點，成為純堿行業普遍應用的制堿法。但是，氨堿法制純堿需要排出大量的廢渣液(也稱純堿廠廢液、氨堿廢液)。據統計，每生產1 t純堿需要排出11 m3的廢渣液。堿渣液的排放問題一直困擾氨堿廠的生存發展。目前國內外氨堿廠大多臨海而建，將堿渣填海造地，筑壩堆存，堿液需前處理后排入海中[1]。氨堿廠的廢渣液問題極大地限制了堿廠的區域分布，使得產品、原料運輸距離拉長，工業布局分布不合理。

鹽在工業生產中，素有“工業之母”的稱號，以鹽為基礎原料的鹽化工產業，主要是氯堿和純堿兩大行業(俗稱“兩堿”)。工業鹽的生產方式大致分為海鹽、湖鹽及井礦鹽三種。而以硫酸鈉型為主的鹽礦(即芒硝型鹽礦)幾乎占據了井礦鹽的半壁江山。芒硝型鹽礦生產企業幾乎都采用鹽硝聯產的生產工藝，對鹵水進行綜合利用，以期獲得資源的最大化利用。如今，為獲得更佳的循環經濟產業，使產業資源得到更大的利用，鹽化工行業已探索出鹽堿聯產生產工藝。鹽堿聯產工藝的簡單描述是：制鹽系統提供的低硝型鹵水可直接用于純堿生產，純堿排出的廢渣液供制鹽系統采鹵[2]。鹽堿聯產的工藝模式不僅能緩解內地氨堿廠的環保壓力又能是實現資源的再次利用，實現環境友好型企業。

我公司一般是將含固廢為3%的氨堿廢渣液送往礦山，注入已廢棄鹵井中。這樣，廢渣液中的固體在重力作用下能自然沉降在廢棄溶腔中。如此，既能妥善處理堿渣廢棄物，又能防止溶腔塌陷的問題。然而，經過一段時間的運行，公司發現廢渣液中較大的固體顆粒，硬度較高的石英砂對輸送泵的磨損較大，已經影響到正常生產，消耗過多的成本。因此，需迫切尋求處理廢渣液的新方法。

國內一般把堿渣直接堆放，這樣不僅會使土壤堿化，同時還會占有大量的土地資源[3]。氨堿廢渣液其成分含量因廠家、時間、原料和操作情況而有所差異，我公司廢渣液中所含固體成分見表1。

表1 純堿氨堿廢渣成分組成(單位: %)

從其它文獻和上表可知，堿渣的主要成分是碳酸鈣、氫氧化鈣及硫酸鈣，它們都可做為土骨架的組成部分，而且碳酸鈣自身可在土顆粒間產生膠結作用，因此堿渣自身即可成為工程土。堿渣與粉煤灰或水泥等材料按一定比例混合、壓實后，其物理力學性能高于一般素土[4]。堿渣土可用作低洼地、地下坑道的回填物，以及用作房屋地基或道路路基材料，其性能滿足地基承載力的要求。也有研究表明，廢堿渣做路用材料時，石灰堿渣經壓實固定轉化后氯離子溶出量在1.3%～1.4%左右，石灰對堿渣有明顯的激活作用，可提高路面強度[5]。所以，堿渣成分除含NaCl外，其成分組成與建筑工程土相差不大，只需去除其中的Cl-或其它雜質成分，即可得到符合用于筑路的路基材料、用于水泥生產的輔助材料或建筑施工場地的回填物。

1 氨堿廢渣液的綜合利用

本工藝充分利用鹽堿聯產大系統的資源，分級分批地處理氨堿廢渣液，使其變廢為寶。進一步發揮鹽堿聯產的循環經濟優勢。

1.1 本文涉及到的專有名詞及其解釋

制鹽冷凝水：來自制鹽系統，因含有少量的Cl-，無法直接外排。

氨堿廢渣液：來自純堿系統，實為純堿生產的廢棄物，約含3%固體。

母液：來自本發明工藝清洗過程中，內含大量Cl-和其它雜質離子的清洗液，無法直接外排。

注井采鹵：即向鹵井注水用于溶解巖鹽，用此方法開采出合格的鹵水可供制鹽或直接供制堿系統。

一段水、二段水和三段水：一段水為制鹽冷凝水，二段水和三段水為工業水。

1.2 工藝方案

1)氨堿廢渣液來自純堿水汽車間，通過布料漏斗均勻地分布在DI13/1300型真空帶式過濾機上，廢渣液在濾布的帶動下進行第一階段清洗，該清洗段的清洗水為來自制鹽系統的制鹽冷凝水，清洗后的清洗液為母液，此母液成分復雜，可去制鹽注井采鹵。

2)廢渣液經一段水清洗完畢后，開始進行二段、三段清洗。這兩段清洗的清洗水為工業水，收集得到清洗液，所含Cl-相對于母液來說較小，可送去純堿石灰車間作化灰用水。

3)帶濾機上的濾布需經清洗后獲得重生，這里的清洗用水為制鹽冷凝水，清洗得到的濾液可送去化灰。

4)廢渣液經過三段清洗后剩下的洗凈固體即為堿渣，可做建筑類工程用砂土。

圖1 廢渣液分級處理工藝

2 結果與分析

氨堿廢渣液在帶濾機的帶動下，固液開始分離，分離出的母液是原氨堿廢渣液中的廢液和清洗液的集合，此母液中已不含0.5 mm以上的石英或顆粒較大的固體。如圖2(A)是原廢渣液中的直觀含固量，圖中1號樣品是原有廢渣液，分級處理好的2號樣品的廢渣液中含固量明顯有所減少。圖2(B)中原有廢渣液中的含固顆粒大多直徑在1.68 mm左右；分級處理后的含固顆粒大多為細砂，直徑大多小于在0.5 mm以下。

圖2 廢渣液清洗前后效果對比

通過對堿渣的物化性能進行研究，已有文獻證明堿渣無毒性。故相關工作者試圖對堿渣進行二次利用，大致趨向是堿渣被用于制造建筑材料，如水泥、石灰或碳化磚等；或利用堿渣特有的堿性去中和酸性土地作土壤改良劑。廢砂中的Cl-是制約堿渣填埋或再次利用的“首要元兇”，本文欲通過水洗法，脫去廢砂中的氯。根據我司提出對廢砂進行清洗，將其變廢為寶的方針，我們對其進行過多次清洗實驗。清洗后的堿渣含量成分如表2。

表2 分級清洗后廢堿渣分組成(單位: %)

從本文所列表1和表2的數據可知，氨堿廢液中的堿渣中NaCl含量由原來的9%降低到了1%以下，表明此工藝對堿渣中氯的去除效果良好。

3 結 語

利用制鹽和制堿的廢棄物進行分級處理，合理安排。本發明的最大收益是對氨堿廢液進行妥善處理，即解決了氨堿廢渣液的排放問題，又得到了可用于建筑的材料。鹽堿大系統的資源進行綜合利用，增加了兩系統間的相互聯系，給地處內陸地區的堿行業提供“排廢”處理的新思路。