碱厂碱渣（白泥）资源化利用可行性分析

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1、青岛理工大学工程硕士学位论文1．4碱渣(白泥)的组成及性质1．4．1碱渣(白泥)的化学组成在氨碱法制碱的整个工艺流程中，都要尽量实现氨的循环利用，为此要在反应过程中添加氢氧化钙进行蒸氨处理，此过程中氢氧化钙会与二氧化碳发生反应生成大量杂质，加上前面步骤产生的废渣一同，便得到碱渣(白泥)。碱渣(白泥)为白色膏状体，其特点是：含水率60％，颗粒极细，持水性强，含氯根较高。根据制碱原料(石灰石及海盐)的成分的不同，碱渣(白泥)的具体组成略有不同，但整体情况大体相似，碱渣(白泥)主要化学组成成分见表1-1。ICP分析微量

2、元素组成见表1．2。根据烧失的C02量与CaO含量由化学分析结果，可得CaC03含量为65．1％，在烧失过程中会损失部分水分，进行风干后材料中还会有将近20％的水分。表卜l碱渣(白泥)的化学成分表1-2碱渣(白泥)微量元素组成1．4．2碱渣(白泥)易溶盐的化学组成分析碱渣(白泥)浸提液化学组成可知其易溶盐的离子含量见表卜3，由此获得易溶盐化合物的组成见表1-4。青岛理工大学工程硕士学位论文易溶盐化学分析表明碱渣(白泥)为碱性材料，pH9．2。总含盐量13．88％，盐类主要成份是CaCl2，其他盐类占7．7％，包括

3、MgCl2、NaCl、CaS04，后几种盐在碱渣(白泥)中的含量均小于O．5％。由于碱性作用，碱渣(白泥)对钢筋混凝土不会造成腐蚀。但其中的CaCl2、NaCl、MgCl2等均具有在潮湿环境下潮解软化的特性，在利用时要引起重视。碱渣中含有大量的Cl一和S042等离子，对覆盖区内的植物生长及土地绿化会有不利的影响，采取选择抗碱性植物、或换填耕植土等沿海地带的绿化措施，可解决该问题。1．4．3碱渣(白泥)微结构特征差热分析表明碱渣(白泥)固态物质为文石，属结晶不良的CaC03，同时固体废料中含有大量分子水。通过对长时

4、间风干的碱渣固态粉末的X．射线衍射谱线特征表明固态物质为方解石(CaC03)，次要矿物主要有伊利石、绿泥石、高岭石等。经过能谱分析能够得出，碱渣(白泥)主要成份为CaC03，其次为氯化物青岛理工大学工程硕士学位论文CaCl2、NaCl和少量氧化物及Si02等。配合能谱分析结果，在进行扫描电镜的微型态观察，也能看出废渣中主要成份为CaC03，是粒状结晶不良的次生CaC03(即通常所说的文石)，并且废渣中带有少量结晶成菱面体的方解石。通过扫描电镜分析得出的结果还能够看出，碱渣(白泥)的主要矿物成份是文石，其粒径通常仪

5、有2．5微米，是一种非常细小的颗粒，。但这种细小颗粒往往都是多个构成集合体，而不是独立存在的单个颗粒形式。由小及大形成大的结构，由10微米逐步聚集形成15—25微米的大的聚集体。因此可以得出碱渣(白泥)是一种大孔隙，细颗粒的蜂窝状构造的固体的废弃物，由不规则的孔隙、粒状基质、凝聚体组成。因此碱渣这种固体废弃物中中拥有大量的大小不一的空隙，包括每一个聚集体之间的孔隙、集合体间孔隙以及每一个颗粒之间的孔隙、水分能够留存在这些大大小小的空隙中，导致碱渣的含水量比较高。所以要对碱渣进行压实、破坏处理，使聚合在一起的颗粒都

6、分散开，变成密集在一起的细小颗粒，这样就只有每个细小颗粒间的小的空隙，在对这些小的空隙进行压实，就能大大降低碱渣的孔隙率，进而是碱渣的含水量大大降低。碱渣颗粒间的孔隙明显大于软粘土，碱渣的粘粒含量也明显少于软粘土垆J。1．4．4碱渣(白泥)的性质16l通过上述的阐述，从化学成分分析，碱渣(白泥)的化学组成主要是CaC03沉淀物，其次为氯化物CaCl2、NaCl和少量氧化物及Si02等成分，因此溶水后会得到碱性溶液，可以对微酸性及酸性的土壤进行中和，以使土壤性质得到改善，这一点对近些年很多地区受环境污染普降酸雨导致

7、土壤恶化的问题起到了很好的解决作用。因为还有碳酸钙能物质，能够达到一定的强度、硬度，故碱渣能够生产出符合要求的建筑工程材料，如水泥等。碱渣(白泥)内充满了大大小小很多粒度，颗粒间的空隙较大，因此碱渣(白泥)的比表面积个非常大，这个特性使得碱渣具有做吸附剂的性质，能够在某些特定工程中作为吸附剂使用。另外，碱渣(白泥)成分中除了CaC03外含量第二高的物质为氯化物，在绝干得状态下，氯离子的离子质量分数可以达到百分之十五，氯离子的主要存在形式为NaCl和CaCl，。青岛理工大学工程硕士学位论文1．5国外对碱渣(白泥)的

8、治理及开发利用碱渣(白泥)污染的治理，一直被称为世界性难题，世界各国都为此付出很大代价，虽然经过100多年的探索，氨碱法纯碱生产排放的碱渣(白泥)仍然没有从工艺上找到根治的方法，但是对生产过程中排放的碱渣(白泥)经过近几十年的探索累计了许多成功治理措施和宝贵经验(见表1—5)。表1-5世界上纯碱生产的几个主要国家处理碱渣(白泥)的对策生产能力国别处理措施各注(万吨／年)德