氯堿鹽泥無害化處理工藝探討

李迎堂，王連旭，張春法，張 琦

（山東大地鹽化集團(tuán)有限公司，山東 濰坊 262725）

近幾年，中國氯堿行業(yè)發(fā)展迅速，燒堿產(chǎn)能、產(chǎn)量繼續(xù)穩(wěn)居世界首位，成為名副其實(shí)的氯堿生產(chǎn)大國。2017年底，中國在產(chǎn)氯堿生產(chǎn)企業(yè)約170家，燒堿總產(chǎn)能約4 000萬t/a，據(jù)估算外排鹽泥約80萬t/a。鹽泥中含有大量殘留氯根，無序排放對環(huán)境影響較大，影響植被的生長，破壞排放地生態(tài)自然環(huán)境。

隨著國家環(huán)保治理力度的加大，化工企業(yè)的環(huán)保壓力也隨之增加。國家對于高污染企業(yè)的管控措施日益嚴(yán)厲，《環(huán)境保護(hù)稅法》的出臺使得工業(yè)廢棄物綜合利用成為產(chǎn)污企業(yè)的首選，氯堿生產(chǎn)中鹽泥處理及綜合利用問題成為眾多氯堿化工企業(yè)關(guān)注的課題。

1 當(dāng)前鹽泥產(chǎn)生工藝介紹

1.1 現(xiàn)狀介紹

鹽水精制目前運(yùn)用較多的有兩種主流工藝，一是預(yù)處理器+頗爾膜（或者是凱膜）工藝；另一個是陶瓷膜工藝。這兩種生產(chǎn)工藝成熟可靠，運(yùn)行穩(wěn)定，但沒有進(jìn)行合理的鹽泥分離和處理，產(chǎn)生的混合鹽泥成分復(fù)雜，含鹽量高，難以利用，外排環(huán)保壓力大，不利于企業(yè)清潔生產(chǎn)。這兩種鹽水精制生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的鹽泥主要成分都是 CaCO3、Mg（OH）2和泥沙（硫酸根離子一般采用膜法脫硝方法去除），后續(xù)的鹽泥處理工藝均相同，先排入泥漿罐，再經(jīng)過泥漿泵打入壓濾機(jī)制成泥餅，壓濾出的鹽水回收利用，泥餅一般由外協(xié)環(huán)保單位處理。本文主要介紹預(yù)處理器+頗爾膜鹽水精制工藝及其鹽泥的無害化處理方法，目前已經(jīng)進(jìn)入中試階段，獲得了初步試驗(yàn)成果。

1.2 工藝流程

改造前頗爾膜鹽水精制工藝生產(chǎn)流程，化鹽后的粗鹽水添加次氯酸鈉、氫氧化鈉混合反應(yīng)，然后經(jīng)加壓溶氣罐添加三氯化鐵后送入預(yù)處理器，泥沙等雜質(zhì)沉降，鎂泥上浮，流出的清液添加碳酸鈉后進(jìn)入頗爾膜過濾器，過濾后的鈣泥與預(yù)處理器產(chǎn)生的鎂泥、泥沙等一起送板框壓濾，頗爾膜過濾器出來的清液添加鹽酸及亞硫酸鈉后去一次鹽水罐。工藝流程示意圖見圖1。

圖1 原鹽水精制工藝流程圖

2 鹽泥綜合利用方法及工藝

2.1 鹽泥處理難度和解決思路

氯堿鹽泥無害化處理和綜合利用方法很多，主要是作為添加成分使用，比如粉煤灰制磚、制水泥，也有用來制造陶瓷顆粒的，都是按比例少量添加，過量添加會嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，其中主要原因就是因?yàn)槁雀拇嬖谟绊懥送茝V使用；另外還由于泥沙等雜質(zhì)的存在，粘度太大難于分離等原因限制了鹽泥的綜合利用。為解決鹽泥固廢問題，公司組織技術(shù)人員對此進(jìn)行了專項(xiàng)研究和探討，結(jié)合當(dāng)前現(xiàn)有氯堿生產(chǎn)工藝，制定了初步的實(shí)驗(yàn)和解決方案，主要方法是：第一步先解決鹽水精制過程中產(chǎn)生的泥沙問題；第二步利用預(yù)處理器+頗爾膜鹽水精制工藝先除鎂后除鈣的生產(chǎn)特點(diǎn)，將兩種泥漿分別分離出來；第三步進(jìn)行洗鹽，回收鹽水；第四步是鹽泥干燥，制成氫氧化鎂和碳酸鈣產(chǎn)品。經(jīng)過近一年來的實(shí)驗(yàn)，鹽泥的無害化處理工藝研究取得了較大進(jìn)展。

2.2 分析數(shù)據(jù)和改造后生產(chǎn)工藝流程

2.2.1 分析數(shù)據(jù)

在改造前分別取預(yù)處理器上排泥及頗爾膜排泥進(jìn)行洗滌、過濾、烘干，對樣品進(jìn)行分析，分析結(jié)果見表1。

表1中分析數(shù)據(jù)是在改造前頗爾膜生產(chǎn)工藝上采集的，沒有對原鹽帶入的不溶性固體雜質(zhì)進(jìn)行過濾分離處理，可以看出雜質(zhì)含量較高，導(dǎo)致碳酸鈣及氫氧化鎂含量受到影響，純度較低，因此預(yù)先分離不溶性固體雜質(zhì)很重要。

表1 改造前預(yù)處理器排泥及頗爾膜排泥成分分析%

2.2.2 改造后生產(chǎn)工藝流程

為實(shí)現(xiàn)鹽泥各組分的有序分離，得到優(yōu)質(zhì)的碳酸鈣和氫氧化鎂產(chǎn)品，必須對原頗爾膜鹽水精制生產(chǎn)工藝進(jìn)行改造。

改造后頗爾膜生產(chǎn)工藝流程，在化鹽后的粗鹽水中加入次氯酸鈉，粗鹽水進(jìn)入高效自清洗過濾器去除原鹽帶入的泥沙等固體不溶物，粗鹽水加入氫氧化鈉后經(jīng)加壓溶氣罐送入預(yù)處理器；沉降泥沙等不溶性固體雜質(zhì)后，與粗鹽水過濾器排出的泥沙等固體不溶物一起經(jīng)過洗滌、壓濾后外排；預(yù)處理器中反應(yīng)形成的鎂泥上浮，進(jìn)入特制的鎂泥洗泥桶，待氯根洗滌合格鎂泥含量達(dá)到要求后送入板框壓濾機(jī)，壓濾后的鎂泥送入氣流烘干機(jī)，干燥后的氫氧化鎂經(jīng)粉碎、過篩、包裝后外銷。

預(yù)處理器出來的清鹽水加碳酸鈉后去頗爾膜過濾器，過濾后鈣泥經(jīng)自動離心機(jī)洗滌分離后去氣流烘干機(jī)。干燥后的碳酸鈣粉碎、過篩、包裝后外銷。頗爾膜過濾器出來的清液去一次鹽水罐儲存。

生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的洗水及板框?yàn)V液均回收用于化鹽。

經(jīng)過改造后，鹽泥中各組分得到有序分離，粗制鹽水過濾處理后產(chǎn)生的泥沙等固體不溶物濾渣含鹽量控制在0.3%以下，不列為工業(yè)廢物，無排放壓力；預(yù)處理器產(chǎn)生的鎂泥、頗爾膜過濾形成的鈣泥分別經(jīng)洗滌離心（壓濾）回收、干燥處理，徹底分離，鎂泥和鈣泥選用技術(shù)先進(jìn)可靠的閃蒸氣流干燥器，采用氫氣作為熱源進(jìn)行干燥，產(chǎn)成物作為產(chǎn)品銷售。不僅解決鹽泥污染問題，同時還可回收鹽泥中的氯化鈉，降低氯堿生產(chǎn)原鹽消耗，為企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。改造后鹽水精制工藝流程圖見圖2。

圖2 改造后鹽水精制工藝流程圖

3 改造后的效果

（1）鹽水工序生產(chǎn)運(yùn)行平穩(wěn)，回收了原來鹽泥帶走的部分氯化鈉，原鹽消耗降低。

（2）從鹽泥中分離的碳酸鈣和氫氧化鎂質(zhì)量能滿足一般客戶需要。以10萬t/a（折百堿）計(jì)算，年可回收碳酸鈣約750 t，氫氧化鎂約450 t，回收氯化鈉約100 t，減少外排鹽泥約2 000 t，實(shí)現(xiàn)了廢物再生和利用，減少企業(yè)固廢排放壓力。

4 存在的問題

（1）鎂泥洗滌難度大，經(jīng)常出現(xiàn)堵塞設(shè)備、難于分離問題，導(dǎo)致洗滌不徹底，產(chǎn)品中氯化鈉含量高，設(shè)備需停車人工清理等現(xiàn)象，還需進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)備和工藝，采取合適的方法解決這個難題。

（2）陶瓷膜精制鹽水工藝生產(chǎn)的鹽泥還沒有利用起來，因?yàn)樵摴に嚠a(chǎn)生的鹽泥屬于混合物，不好分離，下一步爭取把這種混合物利用起來，采取合理工藝提高其純度，作為一種新產(chǎn)品推向市場。

（3）產(chǎn)成物純度不高，質(zhì)量不穩(wěn)定，雜質(zhì)含量有時超標(biāo)，這與設(shè)備、生產(chǎn)工藝和職工操作水平均有關(guān)聯(lián)，下一步需優(yōu)化改進(jìn)工藝和設(shè)備，加強(qiáng)自動化改造，提高職工操作水平，使生產(chǎn)和操作全面得到升級，把產(chǎn)品質(zhì)量再提高一個檔次。

5 結(jié)語

實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，節(jié)能減排是所有生產(chǎn)型企業(yè)日常管理的核心任務(wù)，氯堿企業(yè)作為高耗能企業(yè)，這方面的工作更是重中之重。生態(tài)環(huán)境部加大了對固體廢物的督查力度，加上環(huán)境保護(hù)稅法的調(diào)節(jié)作用，把鹽泥固廢的處理擺上了議事日程。該公司對氯堿鹽泥的無害化處理工藝已經(jīng)取得了初步的成果，在綜合利用上邁出了有意義一步，目前雖處于中試階段，但是已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)把氯堿鹽泥變廢為寶，為企業(yè)創(chuàng)造利潤的目標(biāo)，后續(xù)經(jīng)過不斷的技術(shù)改進(jìn)，生產(chǎn)工藝將更加完善，逐步解決掉遇到的問題。