化工行業廢鹽資源化利用研究綜述

摘要：隨著我國化工行業的快速發展，產生的廢鹽已成為影響我國環境質量的重要污染源之一。目前，化工行業廢鹽主要來源于生產過程中的原料鹽、燒堿、純堿和濃硝酸等，這些廢鹽含有大量的雜質成分，如重金屬、有機物和無機鹽等，如果不經過處理直接排放會對環境造成嚴重污染。因此，探索廢鹽資源化利用技術并提高其利用率具有十分重要的意義。綜述化工行業廢鹽資源化利用的研究進展，對其資源化利用技術進行分析與展望，為化工行業廢鹽的綜合利用提供參考。

關鍵詞：化工行業；廢鹽；

資源化近年來，隨著我國經濟快速發展，化工行業得到了迅速發展，但也帶來了嚴重的環境污染，化工行業廢鹽污染是其主要的污染形式。根據相關數據統計，目前我國每年大約有20億t的工業廢鹽被排放到自然環境中。這些廢鹽大部分都是通過火力發電廠、化工廠等企業進行生產和銷售后所產生的，其排放不僅對環境造成了一定的污染，而且還會對人體健康造成威脅［1］。因此，對于化工行業產生的廢鹽進行資源化利用具有十分重要的意義。

目前，國內外對廢鹽資源化利用技術已經開展了大量研究，但我國化工行業廢鹽資源化利用技術仍處于探索階段。對于化工行業廢鹽資源化利用技術主要是對其中含有的重金屬、有機物和無機鹽等物質進行提取，這些提取方法不僅費時費力而且還會產生二次污染。因此，在工業生產中，我們應當積極探索和研究化工行業廢鹽資源化利用技術以提高其利用率。本文將從化工行業廢鹽資源綜合利用的角度出發，對廢鹽資源化利用研究進展進行綜述。

1化工行業廢鹽

1.1化工行業

化工行業是指以化學物質為原料，在化學反應或物理作用下，生產出具有不同性能、用途的產品的行業，也是現代工業的基礎行業。化工行業主要包括無機化工、有機化工、精細化工、生物化工及醫藥化工等多個領域。目前，我國在有機化工方面仍有較大的發展空間，尤其是精細化工領域。

1.2廢鹽

化工行業產生的廢鹽主要來源于燒堿、純堿和濃硝酸等生產過程。在化工行業產生的廢鹽中，高濃度的氯化鈉（NaCl）和硫酸鈉（Na2SO4）含量較高，而無機鹽含量較低。根據化工行業廢鹽處理方式的不同，廢鹽主要分為兩類：一類是廢鹽直接排入環境中，在自然環境下風化、淋濾而流失；另一類是在化工生產過程中，經化學反應、蒸發、結晶等工藝處理后形成的氯化鈉、硫酸鈉、碳酸鈉等副產物。

化工行業廢鹽的資源化利用，是指去除化工廢鹽中的有毒有害物質，然后進行資源化利用，達到無害化、減量化和資源化的目的。

1.3化工行業廢鹽的主要來源

1.3.1化肥生產

化肥生產是化工行業中使用鹽類物質最廣泛的生產過程之一。化肥生產通常通過化學合成的方式，將氮、磷、鉀等元素與其他成分結合，制成不同種類的肥料。在這個過程中，會大量使用氯化銨、硝酸、磷酸等物質。將這些物質利用后會產生大量廢鹽，這些廢鹽如果直接排放到自然環境中可能會對土壤、水源造成嚴重污染，破壞生態平衡。

1.3.2石化加工

石油、天然氣等石化產品的加工過程中，也會產生大量的廢鹽。例如，在裂解爐中，將石油等石化原料加熱至高溫狀態下，通過分子鍵的斷裂與重組進行化學反應，從而制取出不同種類或等級的化工產品和能源。在裂解過程中，會產生大量的鹽類物質，包括氯化鈉、氯化銨、氯化鉀等。

1.3.3農藥行業

農藥生產是廢鹽產生的主要來源。我國每生產1 t農藥產品，平均產生1 t左右的廢鹽，其主要來源于農藥中間體和原藥的生產過程，因此農藥廢鹽年產生量可達到100多萬t。農藥廢鹽中有機物含量較多，主要為鹵代烴類、苯系物類復雜成分，所含有機物沸點和熱分解溫度均在200～600 ℃。

1.3.4染料生產

在染料的生產過程中，也會產生許多廢鹽。這是因為染料生產必須使用大量的化學試劑和溶劑，包括酸、堿、氧化劑以及不同種類的鹽類物質等。這些化學試劑會在反應過程中與其他成分結合，形成廢鹽。

1.3.5石灰石氧化

在化工生產過程中，石灰石氧化一般是指將石灰石加熱到一定溫度，使之分解產生氧化鈣的化學反應。這個過程中會產生大量的廢鹽，主要是氫氧化鈣、碳酸鈣等。廢鹽一般具有強堿性，需要得到妥善的處理，以減少對環境的污染和危害。

2化工行業廢鹽資源化利用工藝

2.1蒸發結晶法

蒸發結晶法是以廢鹽為原料，通過蒸發使其中的無機鹽析出，在結晶過程中，溶液中的無機鹽不斷析出并逐漸富集，最終得到高純度產品［2］。這種方法具有設備簡單、投資少、操作方便等優點，適用于處理含有少量雜質的廢鹽，但由于廢鹽中含有的鹽類物質溶解度隨溫度升高而降低，在采用蒸發結晶法進行廢鹽處理時需要將廢鹽進行預處理。預處理方式包括冷凍法、脫氣法和化學絮凝法等。冷凍法是將廢鹽中的部分水變為冰，利用冰晶來溶解鹽類物質，可以有效避免二次污染；脫氣法能夠將鹽類物質從廢鹽中脫除；化學絮凝法主要是利用化學藥劑將鹽類物質絮凝成細小顆粒。

蒸發結晶法的操作過程需要嚴格控制溫度和物料平衡，主要包括兩個方面：一是選擇合適的傳熱設備，提高傳熱效率；二是控制好物料平衡，避免在蒸發結晶過程中因結晶過快導致產品純度低、收率低等問題。

2.2溶劑萃取法

溶劑萃取法是以有機溶劑作為萃取劑，與廢鹽中的離子發生絡合、離子交換等化學反應，使廢鹽中的離子與有機溶劑分離，然后將得到的產品（如硫酸鉀）再與水混合，生成純度較高的硫酸鉀產品［3］。溶劑萃取法是一種簡單、高效、環保的廢鹽資源化利用技術，與蒸發結晶法相比，該工藝具有設備簡單、成本低、產品純度高等優點。

但在實際應用過程中，存在一些問題。如工藝過程復雜、能耗高、萃取劑成本較高、產品純度較低等。例如，用硫酸銨為萃取劑進行萃取法處理廢鹽，需要先將廢鹽中的氯化鈉、碳酸鈉、亞硫酸鈉等雜質脫除后才能進行萃取操作；萃取過程需要消耗大量能源；萃取劑循環再生次數過多會使萃取劑的成本增加。

2.3離子交換法

離子交換法是利用離子交換劑對廢鹽中的有用成分進行選擇性吸附，使廢鹽中的有用成分被回收利用［4］。離子交換法是處理廢水中鹽類物質的一種較為成熟的技術，在處理含鹽廢水時，可以將廢鹽中的離子與水分子進行分離，再將分離出的水溶液送往后續工序進行處理。離子交換法在污水處理方面應用較為廣泛，其主要原理是利用強酸性或強堿性的離子交換樹脂吸附廢鹽中的陽離子，達到分離回收鹽水中有用成分的目的。這種技術具有工藝簡單、設備要求低、操作簡便等優點。

2.4膜分離法

膜分離技術是將一定性質的溶液通過一定的膜，使溶劑或濃溶液與特定的溶劑或濃溶液進行分離的方法，是一種高效、節能、環保的分離技術，具有分離效率高、能耗低、適應性強等優點［5］。膜分離法可分為電滲析（ED）和反滲透（RO）兩類，前者是將電解質溶液通過導電膜（多為聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯）形成原電池，將陰陽離子從溶液中分離出來；后者是將電解質溶液通過半透膜，使其中的水通過半透膜時被分離，而其他物質不被透過。目前膜分離法領域中最具發展前景的一種工藝是納濾膜集成技術。納濾膜集成技術是將不同膜材料組合成混合體系，利用膜材料的選擇透過性對不同溶劑進行分離、富集和純化的新型技術。納濾集成技術可有效處理高濃度鹽水和高濃度無機鹽廢水，具有運行穩定、操作簡單、投資少等優點。

3化工行業廢鹽資源化利用存在的問題

3.1缺乏統一的廢鹽處理規范

在我國，目前針對化工行業廢鹽的處理，并無統一的規范和標準［6］。根據《國家危險廢物名錄》規定，廢鹽屬于危險廢物，應當按照危險廢物進行管理。但是對于廢鹽的分類、收集、貯存和處理處置，并沒有相應的法律法規進行規范，使得很多企業隨意選擇廢鹽處理方法。例如一些化工企業將廢鹽通過鹽泥循環再利用，一些企業將廢鹽直接填埋處理，導致企業在處理廢鹽過程中存在違法風險，同時易造成環境污染。

3.2處置成本高

目前，我國廢鹽資源化利用技術不僅無法對廢鹽進行高效處理，而且處理費用高。由于我國化工行業產生的廢鹽種類多、數量大、成分復雜等，導致在處理時存在著較大的難度，需要較高的成本。其一，處理設施及處理人員的成本較高；化工廠對于廢鹽資源化利用技術的設施采購成本較高；加之廢鹽資源化利用需要較為專業的人員進行處理，這些人員的人工成本相對較高。其二，由于我國化工行業發展迅速，我國化工行業產生的廢鹽種類多且成分復雜，需要對廢鹽中不同成分進行分類處理，會增加企業在處理廢鹽過程中所花費的成本。

現階段，我國化工行業處理廢鹽常用的方法是焚燒，這種處理方式會導致大量的熱能損失，這些熱能損失不但會增加企業的生產成本，而且還會導致企業的能源消耗增加。目前對廢鹽進行焚燒處理時所使用的燃料大多是煤炭、天然氣和石油等化石燃料，這些燃料不僅采購費用昂貴，加重了化工行業的成本，還會在燃燒過程中產生大量的有害氣體和煙塵，污染我國自然生態環境。另外，在對廢鹽進行資源化利用時沒有充分考慮到產品市場需求等問題，不符合市場需求的產品流入市場之后，不能帶來相應的收益，這些問題均導致了化工行業廢鹽資源化利用成本較高。

3.3存在二次污染

目前，在我國化工行業廢鹽資源化利用過程中，在處理廢鹽時，會產生大量的廢水、廢渣和鹽泥等，這些物質大多含有重金屬和有毒有害物質，會造成二次污染。化工行業廢鹽資源化利用過程中，因鹽類的濃度較高，會有一些鹽以固體形式存在于廢水和廢渣中。這些固體物質在溶解時會釋放出大量的鹽分，進入水體后會造成污染。化工行業廢鹽中鹽類物質的含量因工藝的不同而存在差異，有部分鹽溶解后呈固態存在于廢水或廢渣中，還有部分廢水和廢渣中含有有毒有害物質，如氯苯、氯酚、苯等，在廢水處理過程中會產生大量的苯酚和苯酚甲醛聚合物，這些物質會對環境造成二次污染。

除此之外，化工行業廢鹽資源化利用過程中會產生大量的鹽泥，其中含有大量的堿、鈉等，這些元素在土壤和地下水中積累會造成土壤和地下水的鹽漬化。如果不能正確地處理和回收這些鹽泥，就會使鹽泥進入土壤或地下水，造成二次污染。

4化工行業廢鹽資源化利用發展展望

4.1合理規劃化工行業廢鹽的處理路線

我國化工行業經過多年的發展，部分企業的廢鹽產量已占到總排放量的80%，這些企業數量眾多，分布廣泛，具有較大的發展潛力，因此，合理規劃化工行業廢鹽的處理和利用路線對企業而言具有重要意義。我國在化工行業廢鹽資源化利用時要充分考慮各種因素。首先要充分考慮化工行業廢鹽的種類和數量，全面掌握化工行業廢鹽的分布情況。在此基礎上根據當地生產實際情況和企業自身條件合理規劃制定化工行業廢鹽處理及利用方案。其次要考慮化工行業廢鹽中所含有大量有害元素的問題，如硫酸根，通過研究可以發現，將硫酸根應用于化肥生產可以有效降低其對環境的影響。因此，企業可將廢鹽進行適當處理后作為化肥的原材料，同時通過回收其中含有的硫酸根等有害元素實現廢鹽的資源化利用。

4.2開發新型無機顏料

隨著工業和科技的發展，無機顏料的應用日益廣泛。無機顏料作為一種重要的顏料，其用量已占到顏料總量的50%以上，而且其產量仍在不斷增加。無機顏料具有以下優點：穩定性好，在一定溫度下能保持穩定；耐高溫，在高溫下仍能保持穩定；無毒、無污染、無味、不腐蝕。隨著化工行業的發展，各種新型無機顏料被開發出來。

其中最有代表性的就是新型鈦白粉（無水硫酸鉀）和新型金屬顏料（金屬鹽類）。新型鈦白粉（無水硫酸鉀）是一種無機化工產品，在化工行業中被廣泛使用。其制備過程為：將鈦白粉溶于水或乙醇，經過研磨、過篩后得到白色粉末狀鈦白粉。將白色粉末狀鈦白粉與其他原料進行混合，攪拌均勻后加入有機溶劑溶解，再經過濾、烘干等工序制成最終產品。在化工行業使用新型鈦白粉具有以下優點：成本低廉，原料價格便宜；環保無污染，不含重金屬、不含鹵素等有毒有害物質；耐高溫性能好，在600 ℃左右仍能保持穩定的顏色。新型金屬顏料（金屬鹽類）是一種能夠賦予物體獨特的光澤、反射光線和色彩的材料。金屬鹽類作為一種新型的顏料，除了有傳統礦物顏料和有機顏料的優點外，還擁有特殊的金屬效果。常見的金屬顏料有鋁粉、銅粉、銀粉等，而新型金屬顏料則包括金剛石顆粒、納米金屬、金屬有機框架等多種形式。

4.3改進工藝技術

目前，我國現有化工行業廢鹽資源化利用需要不斷改進工藝技術。針對復雜有機物類化工廢鹽中含有大量復雜的有機化合物和無機化合物的問題，可以通過對復雜有機物進行合理的預處理，使其轉化為易利用的有機物質［3］。為了進一步提高化工廢鹽資源化利用水平和效率，可對目前國內常用的處理方法進行改進。比如，通過高溫（200～300 ℃）反應和結晶相分離的方法，對廢鹽中的鹽類進行回收利用。將廢鹽中的氯化鈉和氯化鈣分別制取碳酸鈉和氯化鈣，再將碳酸鈉和氯化鈣分別在300～600 ℃、700～800 ℃條件下反應制得粗鹽，并將粗鹽在高壓下進行結晶制取粗鹽產品，可得到NaCl和CaCl2。另外還可以將廢鹽中的物質轉換為其他行業所需的物質。比如，將廢鹽與金屬粉末進行混合反應，生成金屬氯化物、金屬硫化物或金屬氧化物等，可作為冶金、陶瓷、化工等行業的原料。

采用溶劑萃取法對廢鹽中的部分有機物質進行提取。將廢鹽進行堿洗、酸洗等預處理后，加入適量的溶劑進行萃取。在萃取過程中，將廢鹽與溶劑混合溶解以分離出有價值的物質。最后將分離出來的含鹽溶劑與其他物質混合并進行結晶分離即可得到純品的氯化鈉、氯化鈣產品，純品的產品可以用于化學學習實驗中。

5結語

隨著我國經濟社會發展迅速，化工行業進入了新的發展階段，但化工行業生產所產生的廢鹽對環境的污染日益嚴重。目前，化工行業廢鹽資源化利用技術的研究主要集中在氯化鈉、燒堿、純堿等含鹽工業廢鹽中含鹽量的去除、重金屬元素和有機物的回收及綜合利用。對于含有大量鹽分的化工廢鹽，傳統的處理方法不僅會產生大量有毒有害物質，還會產生二次污染。因此，通過對廢鹽資源化利用技術的研究，可以有效實現化工行業廢鹽的資源化利用，減少工業廢鹽對環境造成的污染。

參考文獻：

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作者簡介：姚靖靖，男，浙江慈溪人，工程師，碩士，研究方向：環境污染防治。Yao JingJing，Zhang Hui，Nei YuLian（Zhejiang Environment Technology Co.， Ltd，ZheJiang Hangzhou 31000）