鹼渣

鹼渣是指工業生產中制鹼和鹼處理過程中排放的鹼性廢渣。包含銨鹼法制鹼過程中排放的廢渣和其它工業生產過程排放的鹼性廢渣。鹼渣成份主要包括碳酸鈣、硫酸鈣、氯化鈣等鈣鹽為主要組分的廢渣，還含有少量的二氧化硫等成份。

基本介紹

• 中文名：鹼渣
• 外文名：Soda residue
• 拼音：[jiǎnzhā
• 解釋：工業生產過程中排放的鹼性廢渣

簡介

概述

鹼渣是氨鹼法制鹼過程中排放的廢渣。我國氨鹼法制鹼可達421 萬t / 年。由於氨鹼法純鹼生產工藝的特點，每生產1 t 純鹼要向外排放0.3 t 的鹼渣，一個年產80 萬t 純鹼的工廠，每年用於廢渣排放的費用約需1000 萬元。一般情況下，鹼渣採取地表堆積的處理方式，大量的鹼渣沉積後形成一片“白海”，造成了周圍海域的污染。因此，有效利用鹼渣，變廢為寶，具有明顯的社會效益和經濟效益，前景廣闊。

鹼渣處理固定化微生物法和沉澱法鹼渣處理固定化微生物法和沉澱法鹼渣處理方法還有固定微生物法和沉澱法。

組成

鹼渣的X射線衍射(XRD)結果表明鹼渣的主要物相為碳酸鈣和氯化鈉,在此基礎上，分別採用二氧化矽重量法、EDTA直接容量法、反滴法、EDTA直接容量法、差減法、離子選擇電極法、莫爾法、硫酸鋇重量法以及酸分解-燒鹼石棉吸收法分析了鹼渣中矽、鐵、鋁、鈣、鎂、鈉、氯、硫、碳等多種元素的含量，其結果分別為3.12%、0.70%、0.79%、21.45%、7.82%、2.21%、15.65%、0.41%、5.87%，3次測定的相對標準偏差(RSD)小於5.80%，回收率實驗結果在94.24%~102.34%之間。分析數據表明，該方法準確度好，精度高，成本低，能夠滿足工業生產中對鹼渣主要元素進行測定的要求。

性質

鹼渣是以CaCO₃、CaSO₄、CaCl₂等鈣鹽為主要組分的廢渣，還含有SiO₂等成分，因此可用於水泥等建築工程材料；鹼渣溶液偏鹼性，pH 值在10 左右，可用於改良酸性和微酸性土壤；鹼渣粒度很細，使得鹼渣比表面積很大，具有膠體性質，可用作吸附劑等。另外，鹼渣氯化物含量很高，主要以CaCl₂、NaCl 形式存在，其氯離子質量分數可達15%（絕乾狀態）。

處理方法

1、直接處理法，這種一般是以焚燒法為主要技術。
2、中和法，即對鹼渣和廢液採用二氧化碳或硫酸進行中和，調節pH值，然後進入污水處理廠生化處理。
3、濕式空氣氧化法（WAO）：在高溫高壓的條件下，以空氣中的氧氣作為氧化劑，在液相中將有機物氧化為二氧化碳和水等無機物或小分子有機物。或在低溫低壓下，將鹼渣中的鹼化物，氧化成鹽，但對COD的去除效果不理想，成本也較高。
4、化學氧化法，即採用化學藥劑為氧化劑，氧化鹼渣中的氧化性有機物和無機物發生氧化還原反應，從而去除污染物的方法。
5、生物法，通過微生物的新陳代謝作用，使鹼渣廢液中的無機物等有害物質被微生物降解轉化為無毒無害物質的過程。這種方法是套用比較廣泛的鹼渣處理方法，且經濟、實用、高效。

6. 鹼渣脫硫處理法：

1）由鍋爐來的煙氣首先經過除塵器除塵，除塵後的煙氣進入減溫吸收塔進行煙氣降溫和初步脫除SO₂氣體；

2)減溫吸收塔內噴淋下來的吸收劑漿液匯集到洗滌漿液循環池，洗滌漿液循環池內的部分漿液返回減溫吸收塔內進行循環噴淋；

3)經過初步脫硫後的煙氣隨後進入半乾式煙氣脫硫塔進一步脫硫，半乾式煙氣脫硫塔內噴入的漿液來自於洗滌漿液循環池；

4)經過兩次脫硫後的煙氣經過除塵器從煙囪排出。

本煙氣脫硫方法具有脫硫效率高、吸收劑利用率高、無廢水排放、脫硫塔內不易結垢，達到“以廢治廢”的特點。

其他方法

固定化微生物法

選用厭氧生物濾池（G-AF）和曝氣生物濾池（G-baf）相結合作為生物處理工藝，厭氧生物濾池利用厭氧微生物的水解、發酵、酸化作用，大量降低COD，提高污水的生物需氧量與化學需氧量的比值（B/C），通過反硝化菌實現脫氮，還可降低污水處理成本；厭氧生物濾池的出水進入曝氣生物濾池進行好氧處理，使有機物轉變為二氧化碳和水，氨氮轉變為硝酸銀和亞硝酸根，選用高分子網狀懸浮濾料，解決了反衝洗問題，選用的微生物是高效專用微生物與複合酶製劑，採用的基因工程手段對自然微生物強化與改性，提高了微生物的活性及適應性，可有效降解污水中污染物。

沉澱法

向裝有一定量鹼渣的反應器中加入一定量的沉澱劑，在一定溫度下用恆溫磁力攪拌器攪拌以進行沉澱反應，反應一段時間後進行澄清，澄清液即再生鹼液。將沉澱濾渣在自動程式升溫爐中灼燒，沉澱劑得以再生。主要化學反應為 ：
Na₂S +CuO +H₂O= 2NaOH +CuS
NaSR +CuO +H₂O= NaOH +CuSR + R₂S₂
式中，R 代表鏈烴基。反應生成的沉澱物主要由CuS、CuSR和未反應的CuO及吸附的有機物組成。經固液分離，沉澱物在爐中灼燒後，得到再生CuO，可循環使用，反應為：
CuS +O₂ (空氣)= CuO + SO₂

灼燒的尾氣可用飽和Na₂CO₃ 溶液吸收，生成焦亞硫酸鈉副產品。

國內外鹼渣綜合利用途徑

1、利用鹼渣制建築工程材料

（1）、利用鹼渣制砌塊中國煤炭科學研究院唐山分院的趙志強等通過試驗，確定鹼渣經磁處理脫鹽後可添加在粉煤灰中，提高其製品的性能。利用磁技術除去鹼渣中的可溶鹽，能免除可溶鹽對製品的破壞作用。將脫鹽處理後的鹼渣與粉煤灰分別進行活化處理，然後再分別按不小於30%的重量比配料，製作試件，分別按有關標準進行強度試驗，其中兩種配方強度超過標準10 Mpa，可在建築上使用。山東海洋化工集團有限公司與山東化工研究院共同研究利用鹼渣作鹽田護坡砌塊。主要方法是鹼渣、水泥、沙子、添加劑按一定比例混合均勻，積壓成型，晾乾即可出成品。

（2）、用鹼渣制建築膠凝材料。

（3）、用鹼渣生產新型水泥。

（4）、用於工程土、乾固造地。鹼渣經煅燒後可套用於工業與民用建築地基或道路路基，也可作為低洼地的填墊材料。1981 年到1986 年，天津鹼廠對用鹼渣代替黃土作為填墊材料進行了研究，他們以風乾的鹼渣為對象，確定了不同適用對象的不同配方。1996 年天津鹼廠對鹼渣制工程土進行了深入研究，在周邊地區進行回填試驗，可滿足本地區80 kpa 的地基承載要求，在接近最優含水分的情況下，回填土的承載力可達150 kpa 以上。1996 年9 月至12 月，中科院大連化物所完成了實驗室規模的試驗，研製出使鹼渣淤泥加速乾固，抗壓強度增加的乾固劑，並開發了加速鹼渣乾固的新技術，申請了發明專利。另外，楊德安等利用天津鹼廠的鹼渣和其他原料試製石灰石質釉面磚，試驗結果表明當鹼渣含量在19% ~ 28%時，素燒溫度為1040 ~ 1050度，採用低溫釉在950度釉燒，可製得符合外觀、吸水率和抗折強度標準的釉面磚。王晴等利用鹼渣和粉煤灰為主要原料，摻入部分水玻璃，經磨細、配料、成球以及燒成而得到高強度、低密度陶粒。日本的氨鹼廠都在海邊，陸地又缺乏，所以日本將鹼渣漿液脫水後填海造地，廢清液則排入海中。

2、用鹼渣制土壤改良劑或鈣鎂多元複合肥料

鹼渣中含有大量的農作物所需的Ca、Mg、Si、K、p 等多種微量元素，用其作土壤改良劑，代替石灰改良酸性、微酸性土壤，可調整土壤的pH 值；加強有益微生物活動，促進有機質的分解，補充微量元素，使農作物增產。大連制鹼工業所1977 年使用了天津鹼廠白灰埝經多年淋洗含氯較低的表層廢渣，經過在湖南、福建、江西、雲南四省紅壤地區和大連微酸性缺鈣土壤試驗，取得了很好的效果。黃志紅等利用廣東南方制鹼有限公司的濕鹼渣經乾燥、粉碎、篩分後，與尿素、氯化鉀混合製成鈣鎂多元復混肥。天津市順鴻鹼渣地產開發有限公司自行研製的“鹼渣、鉀長石制氯化鉀工藝方法”技術，利用鹼渣、鉀長石作原料生產氯化鉀收到較好的效果。鹼渣綜合利用的有效途徑之一是生產特種水泥，山東建材學院在山東海化集團制鹼公司的支持下，進行了在鹼渣鹽泥中提取輕質氧化鎂的研究。實驗結果表明，從鹼渣鹽泥中提取氧化鎂後的殘渣，經洗滌後除去氯根，可用作水泥和其他建築膠凝材料的原料，漂洗殘渣用的水可返回，循環使用。前蘇聯的別列茲尼科夫斯克鹼廠對鹼渣進行水洗脫氧，用3 ~ 4 m³ 的水洗1 t 乾泥，可使氯質量分數小於10%，這樣可用作土壤改良劑，摻入白堊使氯降到2%以下，可作為鈣鎂肥。波蘭是利用鹼渣生產鈣鎂肥最早、最好的國家，1974年波蘭克拉克夫鹼廠將40%的廢渣製成鈣鎂肥，1975 年則將其全部製成鈣鎂肥。