氨碱废渣液的分级处理与合理利用

熊泽华，邱常义

(江西富达盐化有限公司，江西 宜春 331200)

氨碱法制纯碱具有技术成熟、工艺路线短、原料价廉易得、产品质量高等诸多优点，成为纯碱行业普遍应用的制碱法。但是，氨碱法制纯碱需要排出大量的废渣液(也称纯碱厂废液、氨碱废液)。据统计，每生产1 t纯碱需要排出11 m3的废渣液。碱渣液的排放问题一直困扰氨碱厂的生存发展。目前国内外氨碱厂大多临海而建，将碱渣填海造地，筑坝堆存，碱液需前处理后排入海中[1]。氨碱厂的废渣液问题极大地限制了碱厂的区域分布，使得产品、原料运输距离拉长，工业布局分布不合理。

盐在工业生产中，素有“工业之母”的称号，以盐为基础原料的盐化工产业，主要是氯碱和纯碱两大行业(俗称“两碱”)。工业盐的生产方式大致分为海盐、湖盐及井矿盐三种。而以硫酸钠型为主的盐矿(即芒硝型盐矿)几乎占据了井矿盐的半壁江山。芒硝型盐矿生产企业几乎都采用盐硝联产的生产工艺，对卤水进行综合利用，以期获得资源的最大化利用。如今，为获得更佳的循环经济产业，使产业资源得到更大的利用，盐化工行业已探索出盐碱联产生产工艺。盐碱联产工艺的简单描述是：制盐系统提供的低硝型卤水可直接用于纯碱生产，纯碱排出的废渣液供制盐系统采卤[2]。盐碱联产的工艺模式不仅能缓解内地氨碱厂的环保压力又能是实现资源的再次利用，实现环境友好型企业。

我公司一般是将含固废为3%的氨碱废渣液送往矿山，注入已废弃卤井中。这样，废渣液中的固体在重力作用下能自然沉降在废弃溶腔中。如此，既能妥善处理碱渣废弃物，又能防止溶腔塌陷的问题。然而，经过一段时间的运行，公司发现废渣液中较大的固体颗粒，硬度较高的石英砂对输送泵的磨损较大，已经影响到正常生产，消耗过多的成本。因此，需迫切寻求处理废渣液的新方法。

国内一般把碱渣直接堆放，这样不仅会使土壤碱化，同时还会占有大量的土地资源[3]。氨碱废渣液其成分含量因厂家、时间、原料和操作情况而有所差异，我公司废渣液中所含固体成分见表1。

表1 纯碱氨碱废渣成分组成(单位: %)

从其它文献和上表可知，碱渣的主要成分是碳酸钙、氢氧化钙及硫酸钙，它们都可做为土骨架的组成部分，而且碳酸钙自身可在土颗粒间产生胶结作用，因此碱渣自身即可成为工程土。碱渣与粉煤灰或水泥等材料按一定比例混合、压实后，其物理力学性能高于一般素土[4]。碱渣土可用作低洼地、地下坑道的回填物，以及用作房屋地基或道路路基材料，其性能满足地基承载力的要求。也有研究表明，废碱渣做路用材料时，石灰碱渣经压实固定转化后氯离子溶出量在1.3%～1.4%左右，石灰对碱渣有明显的激活作用，可提高路面强度[5]。所以，碱渣成分除含NaCl外，其成分组成与建筑工程土相差不大，只需去除其中的Cl-或其它杂质成分，即可得到符合用于筑路的路基材料、用于水泥生产的辅助材料或建筑施工场地的回填物。

1 氨碱废渣液的综合利用

本工艺充分利用盐碱联产大系统的资源，分级分批地处理氨碱废渣液，使其变废为宝。进一步发挥盐碱联产的循环经济优势。

1.1 本文涉及到的专有名词及其解释

制盐冷凝水：来自制盐系统，因含有少量的Cl-，无法直接外排。

氨碱废渣液：来自纯碱系统，实为纯碱生产的废弃物，约含3%固体。

母液：来自本发明工艺清洗过程中，内含大量Cl-和其它杂质离子的清洗液，无法直接外排。

注井采卤：即向卤井注水用于溶解岩盐，用此方法开采出合格的卤水可供制盐或直接供制碱系统。

一段水、二段水和三段水：一段水为制盐冷凝水，二段水和三段水为工业水。

1.2 工艺方案

1)氨碱废渣液来自纯碱水汽车间，通过布料漏斗均匀地分布在DI13/1300型真空带式过滤机上，废渣液在滤布的带动下进行第一阶段清洗，该清洗段的清洗水为来自制盐系统的制盐冷凝水，清洗后的清洗液为母液，此母液成分复杂，可去制盐注井采卤。

2)废渣液经一段水清洗完毕后，开始进行二段、三段清洗。这两段清洗的清洗水为工业水，收集得到清洗液，所含Cl-相对于母液来说较小，可送去纯碱石灰车间作化灰用水。

3)带滤机上的滤布需经清洗后获得重生，这里的清洗用水为制盐冷凝水，清洗得到的滤液可送去化灰。

4)废渣液经过三段清洗后剩下的洗净固体即为碱渣，可做建筑类工程用砂土。

图1 废渣液分级处理工艺

2 结果与分析

氨碱废渣液在带滤机的带动下，固液开始分离，分离出的母液是原氨碱废渣液中的废液和清洗液的集合，此母液中已不含0.5 mm以上的石英或颗粒较大的固体。如图2(A)是原废渣液中的直观含固量，图中1号样品是原有废渣液，分级处理好的2号样品的废渣液中含固量明显有所减少。图2(B)中原有废渣液中的含固颗粒大多直径在1.68 mm左右；分级处理后的含固颗粒大多为细砂，直径大多小于在0.5 mm以下。

图2 废渣液清洗前后效果对比

通过对碱渣的物化性能进行研究，已有文献证明碱渣无毒性。故相关工作者试图对碱渣进行二次利用，大致趋向是碱渣被用于制造建筑材料，如水泥、石灰或碳化砖等；或利用碱渣特有的碱性去中和酸性土地作土壤改良剂。废砂中的Cl-是制约碱渣填埋或再次利用的“首要元凶”，本文欲通过水洗法，脱去废砂中的氯。根据我司提出对废砂进行清洗，将其变废为宝的方针，我们对其进行过多次清洗实验。清洗后的碱渣含量成分如表2。

表2 分级清洗后废碱渣分组成(单位: %)

从本文所列表1和表2的数据可知，氨碱废液中的碱渣中NaCl含量由原来的9%降低到了1%以下，表明此工艺对碱渣中氯的去除效果良好。

3 结 语

利用制盐和制碱的废弃物进行分级处理，合理安排。本发明的最大收益是对氨碱废液进行妥善处理，即解决了氨碱废渣液的排放问题，又得到了可用于建筑的材料。盐碱大系统的资源进行综合利用，增加了两系统间的相互联系，给地处内陆地区的碱行业提供“排废”处理的新思路。