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摘要:工業生產涉及的領域比較多,如石油化工產業、冶金冶煉產業以及制藥行業等。在實際的生產環節,產生的廢水非常多,含鹽量高的廢水就是其中的一類,以硫酸鈉和氯化鈉為主。如果將其直接外排,可導致礦產資源浪費,影響周圍土壤,使水體含鹽量增加。面對水資源匱乏的現狀,應當尋找制堿廢液資源化利用的工藝,以緩解水資源緊張的問題,有效減少環境污染,實現經濟效益和環境效益的雙贏。從理論分析入手,全面分析鹽堿聯合循環工藝中的氨堿廢液,提出氨堿廢液資源化綜合利用的途徑。
關鍵詞:鹽堿聯合循環;制堿廢液;資源化;綜合利用
鹽堿聯合工藝是由江蘇省井神鹽業有限公司和省制鹽工業研究所科研人員共同研究、提供的一種新鹽堿聯合生產工藝。在此工藝中,氨堿工藝是主體,將其和制鹽工藝有效結合,利用井礦鹽采鹵形成的溶腔儲存純堿生產中的廢渣,結合純堿生產廢液中氯化鈣、氯化鈉在制鹽采鹵中的使用,通過去除氯化鈣或者降低鹵水中硫酸鈣的含量,保證鹵水品質,有效利用氯化鈉實現制鹽廢液的資源化利用。
1氨堿法生產環節廢液的產生
通常情況下,氨堿法制堿生產中,氨回收階段是廢液產生的主要環節,氨在吸收之后,需要進行相應的碳化,獲得碳酸氫鈉和含有氯化鈉、氯化銨的液體。通過對氨的回收,氨可以再次被循環利用,通常向廢液中添加硝化后的石灰,通過生石灰和氯化銨的化學反應,生成氨氣和氯化鈣。通過回收系統對氨氣進行回收利用,將余下的渾濁液體過濾澄清后,形成清澈的氨堿廢液液體。氨堿法產生的氨堿廢液較多,一般來說,每生產1t的純堿產生的廢液、廢渣有9~11m3,其中,固體廢渣有200~300kg,氨堿廢液為8~10m3。
2氨堿廢液在工業生產中的應用分析
(1)應用線路。在實際的工業生產中,氨堿廢液的循環利用主要分成3種工藝方式。第一,對氨堿廢液進行灘地日曬,使其水分蒸發,以結晶的方式產出鹽,母液進入灘地反復日曬,結晶析出大多數氯化鈉,將復曬之后的母液轉移到室內加熱蒸發,當液體中的氯化鈣接近飽和時,控制好水量和溫度,采取冷卻結晶的方式,實現鈣片生產。第二,經過相應的日曬后,使氨堿廢液的水分蒸發,在氯化鈉結晶飽和狀態時,利用真空制鹽的方式,通過室內加熱蒸發完成制鹽,當液體中氯化鈣接近飽和時,通過制鈣工序制取鈣片,在完整工藝中,采取水量控制、保溫分離等方式。第三,在氨堿廢液中添加需要溶解的固體鹽,在接近飽和狀態時,利用真空制鹽方式,在室內加熱完成制鹽,利用相同的方式,形成接近飽和的氯化鈣溶液,采取同種方式生產鈣片。(2)制鹽工業中氯化鈣的應用。工業生產中,利用氯化鈣脫除硫酸根被普遍應用。一是通過灘曬方式產鹽,實現廢液的循環利用,有效處理礦鹵灘曬母液。在芒硝類型的礦鹵企業生產中,借助灘曬方式制鹽,將含有硫酸鈉的母液排出,如果將其直接排放,會造成相關資源的浪費,也會給環境造成很大的污染。采取有效的方式,對氨堿廢液作出處理,有效降低硫酸鈉含量,保證其在標準范圍內,將母液轉化成以氯化鈉為主的鹵水,利用灘曬方式制鹽,實現廢液的循環利用[1]。二是真空制鹽,其生產企業主要為芒硝含量高的芒硝型生產企業,尤其不屬于鹽硝聯產企業。由于芒硝含量較高,在真空制鹽的過程中,其母液排放相對較多,能量消耗不斷增加,使得企業生產效率降低,不利于企業的生產和經營,導致企業生產成本增加。在企業生產中,一些企業利用鈣片對鹵水進行處理,使得鹵水中芒硝的含量降低,保證企業能夠正常生產,可獲得較好的經濟效益。三是有效降低硫酸鈉含量以生產出合格的液體鹽。此種方式主要應用在芒硝型鹽鹵礦生產企業,企業的鹽礦品質高,可以生產液體鹽,但礦鹵中硫酸鈉含量比較高,超出國家液體鹽的質量標準。為了保證液體鹽符合國家行業質量標準,需要采取有效的方式處理母液中的芒硝。
3氨堿廢液處理方法的應用
(1)井下除硫,精制礦鹵方法。通過相應的沉降后,開采出相應的鹽鹵,加強控制硫酸鈉含量,其通常被應用在一些真空制鹽系統中。為了確保真空設備能夠有效使用、提高生產工藝效率,需要控制氨堿廢液的加入量,明確氨堿廢液和淡水之間的比例,實現原料鹵水中硫酸鈉含量的降低,不會對礦鹵性質產生影響。主要流程:將淡水加入相應的氨堿廢液中,根據相應的摻兌比例,控制兩者的比例,將混合溶液代替原來使用的淡水注入鹽礦,在現有的礦井中形成巨大的空腔。通過巖鹽的溶解,氯化鈣和硫酸鈉發生反應,進而生成硫酸鈣沉淀物,可以有效降低硫酸根離子的含量。在鹽硝聯產生產系統中,不需要考慮鹽堿廢液處理的問題,只要保證原料鹵水中硫酸鈉的質量濃度在22g/L。在控制摻兌比例時,需要全面了解真空制鹽設備的參數和要求,分析巖鹽中硫酸鈉的質量濃度,結合這些實際情況,通過相應的計算和生產實驗確定摻兌比。
(2)井下除硫,精制液體鹽方式。在此項工藝中,主要流程:在氨堿廢液中摻入淡水,控制摻兌比,將其注入鹽礦內,在現有的礦井中形成巨大的空腔,完成巖鹽溶解工作。通過氯化鈣和部分硫酸鈉的反應,生成硫酸鈣沉淀物,使得硫酸根離子含量降低。通過沉淀等措施,開采出接近飽和狀態的氯化鈉液體鹽,可以直接應用在相關化工企業中,使得制鹽企業鹽產品類型增加,保證鹽產品質量。在確定摻兌比時,需要根據井下巖鹽硫酸鈉含量以及礦井溶腔大小等,再經過相應的計算和試驗。
(3)井下采鹵,日曬制鹽方式。針對日曬制鹽的氯化鈣類型礦鹵,應當采取有效的氯化鈣含量控制措施,與生產企業深入溝通、交流。在此項工藝中,其工藝流程具體如下:在產生的氨堿廢液中加入適量的淡水,結合具體比例做好摻兌工作,將得到的混合溶液代替淡水,應用到硫酸鈉鹽礦的開采工作中。在鹽礦開采后,其礦鹵特性發生了相應的變化,氯化鈣和硫酸鈉反應生成相應的硫酸鈣沉淀,部分氯化鈣存在于鹵水中,使硫酸鈉類型的礦鹵轉變成氯化鈣類型礦鹵。在開采后,采取長距離管道輸送到灘地進行日曬制鹽。在實際的生產中,要做好氯化鈣的質量濃度控制,一般是7g/L,結合企業生產標準和要求,有效減少母液的產生,則不需要采取回收方式,保證日曬制鹽生產順利開展。摻兌比需要結合井下巖鹽中硫酸鈉的含量以及溶腔大小等,通過相應的計算,根據生產試驗確定。
(4)井下采鹵,鹽鈣聯產方式。在此方式中,具體工藝線路如下:在生產中,將原來使用的淡水,使用氨堿廢液代替,用于硫酸鈉類型鹽礦開采,以改變鹽礦的特性。利用硫酸鈉和氯化鈣的反應生產硫酸鈣沉淀,大多數氯化鈣依然存在于鹵水中,使硫酸鈉礦鹵轉化成氯化鈣礦鹵。針對氯化鈣礦鹵,采取真空制鹽的方式。一方面,制鹽、制堿的組合投入較大,因此,在組合的過程中不能盲目,企業應做好組合技術的分析以及重點技術的攻關,尤其應注重從經濟投入、投入回報等方面綜合考慮。同時,做好組合企業的溝通,明確企業的出資比例、利潤分成以及運營過程中各自的職責。另一方面,與當地政府部門積極溝通,獲得其相關支持。在綜合分析各種因素的基礎上,擬定相關的組合方案,并由企業、政府部門、技術專家等共同商討,優化、調整方案的細節,保證組合方案科學、合理。真空制鹽之后得到的母液,氯化鈣含量比較高,氯化鈉的含量非常低,而液體氯化鈉既可以直接作為商品出售,也可以提供給生產企業用于鈣片的生產[2]。制鹽、制堿應用的技術與設備不同,因此實現膜法制鹽與制堿的組合需要結合實際情況做好充分的論證與研究,以確定最佳的組合方案。
(5)以聯合制堿工藝作為基礎,對高濃度硫酸鈉和氯化鈉的含鹽廢水作出處理,提出零排放、環保的高鹽廢水資源化利用技術。采用聯堿法生產純堿時,以上述聯合技術產出的鹽作為原料,構成制鹽、制堿的聯合生產體系,可減少不必要的生產環節,保證制堿產量。研究得知,經過電滲析技術處理獲得的精制鹽水,適當調整生產工藝,實現與膜法制鹽的無縫對接,不僅能有效減少成本投入,還不用擔心鹽供應量不足的問題。另外,制堿時實現與廢液灘曬鹽鈣聯產,在獲得氯化鈣等產品的同時,能大幅減少廢水的排放,拓展新的利潤增長點[3]。組織相關技術人員開展膜法制鹽、制堿組合技術培訓活動,尤其做好新設備操作知識的講解,使相關人員了解設備參數的含義,掌握相關的操作技巧。根據膜法制鹽、制堿組合實際制定相關的技術操作規范,要求技術人員認真學習,使其在工作中認真遵守規范。此外,為提高技術人員操作水平,還應定期組織其到同類企業參觀考察,學習先進的經驗。很多地區在淡化海水工藝研究、淡化裝置采購上雖然投入較大,但也獲得了非常可觀的效益。不僅如此,運用豐富的海水資源大力發展制鹽工業,能很好地促進當地經濟的發展。傳統運用海水制鹽的流程為將海水引入蒸發池,借助風吹日曬蒸發水分,達到一定程度后倒入結晶池形成飽和鹽溶液,而后灌入飽和鹵水便可獲得粗鹽[4]。
4結語
在鹽堿聯合循環中,要想資源化利用制堿廢液,需要分析鹽礦的特點,充分發揮企業自身的優勢,通過硫酸鈉和氯化鈣的化學反應原理,深入分析其應用方式,做好氨堿廢液的處理和利用工作。其工藝流程非常簡潔,技術水平較高,投資成本較少,是對氨堿廢液回收再利用的有效方案。在氨堿廢液處理過程中,井下采鹵、鹽鈣聯產方式屬于發展較為成熟的工藝之一,工藝較為復雜,需要對真空制鹽系統進行改造,充分發揮其優勢,以實現鹽堿聯產及對廢物的綜合利用,實現環境保護目標,保證鹽鹵開采質量,有效控制制鹽成本,做好氯化鈉的回收,確保礦井開采工作的有效開展。
[參考文獻]
[1]韓萌.采用聯合制堿法資源化利用高鹽廢水工藝研究[D].北京:北京化工大學,2017.
[2]馮昌華.高鹽廢水實現鹽資源化利用[J].鹽業與化工,2016(1):6.
[3]蔣海斌,張文廣.鹽堿聯合循環中制堿廢液資源化利用的研究[J].中國井礦鹽,2009,40(6):9-12.
[4]黃欣,陳業鋼,蘇楠楠,等.高鹽廢水分質結晶及資源化利用研究進展[J].化學工業與工程,2019,36(1):14-27.
作者:高祥 單位:中鹽內蒙古化工股份有限公司鹽堿分公司制堿車間