青海发投碱业有限公司 青海省海西州德令哈市 817099
摘要：介绍了纯碱生产中废液废渣的开发利用途径、措施、工艺方法与原理；探讨了用废液制氯化钙和再制盐、盐水一次泥制轻质碳酸镁、用盐水一次泥进行烟气脱硫、从二次盐泥中提取特种碳酸钙，废渣制建筑材料等综合利用情况。
关键词：纯碱生产；废液；废渣；综合利用
我国目前纯碱生产能力达到8000 kt/a，其中用氨碱法生产能力已达到5000 kt/a。纯碱的生产能力及产量仅次于美国天然碱，列世界合成碱生产的第一位。由于氨碱法纯碱生产过程中要排放大量的固态、液态和气态废弃物，尤其是废液、废渣的排放量较大，危害也大。每生产1吨的纯碱，要排放蒸馏废液、废渣约10 m(其中含固体渣约300～350 kg)，还要排放一、二次泥0.5～0.6 m(其中含固体渣约100～110 kg)。除此之外，尚有石灰窑小块石灰石，石灰消化的废渣(50～80 kg/t)以及各种燃料燃烧后排出的灰渣！。因此，如此大量的废液、废渣如不能合理排放和利用，将造成资源浪费并导致环境污染。
目前，国内外氨碱厂121排放的废液、废渣，大多采用分别排放液体和固渣的方法，即将固渣采用筑坝拦渣、填海造地、建沉淀池等方法，在规定的区域内堆存，废液经澄清、分离，然后通过碳化或以海水兑合或以酸性废水中和等措施，使废液温度、pH值、悬浮物含量控制在环保规定的范围内，即可排入江河湖海等水域，实现无害排放。但这些方法并未解决资源浪费和流失问题，而且程度不同的增加了产品成本，降低了企业的经济效益。据统计国内三大氨碱厂治理废液、废渣增加成本达6.3-12.3元/吨纯碱。因此，废液、废渣的治本之道在于开展废物的综合利用，变废为宝。
1 废液的产生和组成
氨碱法纯碱生产中，将过滤重碱得到的含氨滤液(母液)与石灰乳进行反应(蒸馏)，回收其中氨；蒸馏后的液固混合液即为废液。废液的pH值11～12，其组成根据各生产厂家、不同时期、原料及操作情况变化而有差异。
2 目前国内废液处理的方法
2.1 废液处理工艺 由于纯碱是大宗化工产品，规模大，因此生产中排放的废液数量惊人。国内大型氨碱厂都建在海边，主要目的是便于处理生产中排放的废液、废渣。目前主要是修建渣场，即用土石筑坝围堤，将废液送到坝内，让其自然澄清，天然碳化，清液pH值和浊度等指标合格后排放，固渣沉积在坝内，体积大，沉积满，且多年不干，占用大量土地，耗费庞大投资。大化公司碱厂、南方碱业公司及焦作碱业公司对废液排放方式进行了改造，由传统的湿排方式改为板框压滤干排方式。
2.2 废液制氯化钙和再制盐 从氨碱厂蒸馏废液回收CaCk并副产再制盐(NaCl)，又称盐钙联产法。再制盐可返回制碱系统再用，或进一步加工精制，氯化钙产品普遍用于干燥剂、冷冻剂等。
3 盐泥的综合开发利用
3.1盐水一次泥制轻质碳酸镁
制取轻质碳酸镁的方法为氨碱法盐水一次泥碳化法。盐水精制排放的一次盐泥，氨碱厂盐水精制工序洗泥桶排出的一次盐泥或一、二次混合盐泥加清水洗涤，除去大部分可溶性杂质，然后加适量清水配成一定浓度，送入碳化塔进行碳化，使盐泥中大部分Mg沉淀转化为进入液相。
3.2 用盐水一次泥进行烟气脱硫
目前，我国约有30万台中小型燃煤工业锅炉，煤耗量占全国原煤产量的1/3。这些锅炉中，大部分没有安装脱硫设备，致使许多地区酸雨频频发生，严重危害了工农业生产和人体健康。因此，烟气脱硫是当前环境保护的一项重要工作。
国内外成熟的SO，脱除工艺有十几种，但都需要较高的基建投资和运行费用，许多企业难以承受。如果以废治废，利用一次盐泥资源进行烟气脱硫除尘，既降低了脱硫装置的运行费用，又为盐泥综合利用找到了出路。
4 废物综合利用制建筑材料及其他制品
氨碱厂废渣来自蒸馏废液中不溶性物料、盐水精制产生的一、二次盐泥等混合固体物料。经堆放后上部液体流失，通常成为白色膏状物质，堆放一段时间后，表面半干固，有裂缝，稳定性差，目前，世界各国废渣的处理仍以合理排放、推放为主。前苏联等国已开展废渣综合利用试验研究工作，主要途径有3：①制造建筑材料，如水泥、石灰、加气混凝土、粘合剂、碳化砖等；②制造土壤改良剂或肥料，如酸性土壤改良剂、钙镁肥或其他混合肥料等；③制饲料添加剂，用作家禽钙质饲料来源。
4.1 废渣制工程土
天津碱厂地产开发有限公司经过数年的努力，开发了多项碱渣制工程土技术，申请了10余项专利。利用氨碱厂生产中排放的废渣(碱渣、煤粉灰)，添加其它配料(如黄沙、水泥、矿渣、石豪等)，采用一定的工艺路线，通过专利设备生产建筑用工程土。同时，天津碱厂与天津建筑科技设计研究院研究废渣制工程土，其方法采取双层地基，碱渣做基层，其它材料做面层。如6.7 hm深15 m的填方工程，按近几年价格计算，可节约开支近80万元，并减少了毁田取土。
4.2 废渣制水泥
前苏联斯捷利塔马克纯碱联合企业，于1972年开始进行废渣制水泥的生产试验。以废渣为基料，配制成石灰饱和系数为0.93～0.95，硅酸盐模数为2.2～2.5混合原料进行焙烧，能够制成符合国家标准要求的水泥。1977年建成一座生产80kt矿渣水泥的工业实验厂，其后又完成了以废渣为原料生产粘合剂的工业试验。我国天津碱厂，从1959年开始进行了废渣制水泥小窑试验。1971—1973年完成了高温脱氯工艺的小型和扩大试验。1982年建成年产为4kt中间试验车间，1987年12月完成了年产4kt规模的中间试验。生产的废渣水泥，产品质量达到普通硅酸盐水泥425号以上规格，并通过技术鉴定，取得了突破性进展，为工业性生产提供了依据。1988年的数字与天津水泥厂和上海吴淞水泥厂的工厂成本比较，前两厂分别为67.7元/吨和 76.84元/吨，天碱中试车间成本为80元/吨。
所以，废渣制水泥技术可行，产品质量合格，用途广泛。废渣耗用量大，工艺设备可靠，其直接经济效益虽比一般水泥厂低，但其社会收益较大，是综合利用废渣的一条有效途径。如能实现工业化大生产，将可促进氨碱法纯碱生产的发展。
4.3 废渣制低温水泥及粘合剂
近年来，天津新型建筑材料工业公司以废渣为原料，制取低温水泥获得成功。将废渣配以适量炉渣粉碎均化，加入某种硫酸盐作激化剂(加入量为0.1%～1%)，在600C左右低温培烧，经冷却粉碎后，即为水泥熟料。其使用方法与一般硅酸盐水泥略有不同。将上述低温水泥制成沙浆，振荡成型，或用压力机压制成砖块、预制块等，然后通入蒸汽在90～100C下养护4～8h，所得水泥制品可达到400号规格。
低温水泥属低温形成的无机盐高分子化合物，用废渣生产这种水泥具有废渣用量大，工艺流程简单，能耗低(每吨熟料水泥能耗为3.35MI)，焙烧时无H气体放出，因此无二次污染，并且成本比一般硅酸盐水泥低。
结束语
综上所述，氨碱厂生产纯碱过程中产生的大量废液、废渣，只要合理治理并综合利用，不但能解决环境污染问题，而且能变废为宝，做到资源的合理利用，并提高企业的经济效益，使农业增产增收。尤其地处内地，对废液废渣无法采用筑坝拦渣的氨碱厂更有借鉴作用。
参考文献：
[1]陈五平.无机化工工艺学(下册)[M].北京：化学工业出版社，2001.60-61.