引言

在鹽化工、氯堿化工、煤化工、石油化工、制藥等行業(yè)的工業(yè)廢水零排放處理上，經(jīng)常會(huì)遇到同時(shí)含有氯化鈉、氯化鉀或氯化鈉、硫酸鈉的混合溶液或廢水，含鹽量較高。目前，我國高鹽廢水處置副產(chǎn)的雜鹽，大多被當(dāng)作固廢進(jìn)行處置，處理成本高，缺乏經(jīng)濟(jì)效益。高鹽廢水處置是世界性難題，分鹽資源化是高鹽廢水處置的根本出路。高鹽廢水分鹽資源化分為鉀/鈉分離和鹽/硝分離兩大類，本期邁源先為大家揭秘鉀/鈉分離相關(guān)知識。

鉀/鈉分離工藝選擇

對于鹽組分三種以下或某種鹽分含量相對較大且各組分結(jié)晶熱力學(xué)特性具有較大差異、粘度小的高鹽廢水，具備分鹽價(jià)值。分鹽是減少末端雜鹽產(chǎn)生的最佳途徑，根據(jù)水質(zhì)鹽分組成，選擇合適的工藝路線，將混合溶液的組分分離，得到精制工業(yè)鹽等級的單組分鹽產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)變廢為寶、高值化利用。

我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物的穩(wěn)定高產(chǎn)，需要大量的鉀肥。同時(shí)，我國也是一個(gè)鉀鹽資源嚴(yán)重匱乏的國家，鉀肥長期依賴進(jìn)口。我國鉀肥生產(chǎn)集中度較高，主要以鹽湖鹵水鉀鹽資源的形式，產(chǎn)地集中在交通不便的鹽湖地區(qū)，年產(chǎn)鉀肥約400萬噸，自給率不足50%，鉀肥缺口較大。

同時(shí)，在國內(nèi)以鋼鐵等有色冶金、水泥窯協(xié)同處置、垃圾焚燒發(fā)電等為代表的行業(yè)，其生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體危廢卻蘊(yùn)含了大量鉀鹽資源，以飛灰為例，其可溶性鹽類約占35%左右，可溶性鹽分主要為K、Ca、Na、Cl四種元素。通過分離提取飛灰中的氯化鈉和氯化鉀，可以實(shí)現(xiàn)飛灰的高附加值綜合利用。

由水鹽平衡相圖數(shù)據(jù)可知，氯化鉀溶解度大于氯化鈉溶解度，同時(shí)，隨著溫度升高，氯化鉀溶解度增大，而氯化鈉溶解度隨溫度變化不大。因此，鉀/鈉分離工藝總體遵循高溫析鈉，低溫析鉀的原則?；诓僮鞅憷约跋到y(tǒng)能耗考量，工藝順序應(yīng)視高鹽廢水中鉀鈉比例情況，適應(yīng)性調(diào)整。

鈉高鉀低或接近的工況下

不同行業(yè)產(chǎn)生的飛灰中鉀鈉比例不一，其中，垃圾焚燒飛灰屬于鉀鈉比較為接近，水洗除氯后的漂洗液在預(yù)處理過程會(huì)投加鈉鹽藥劑，導(dǎo)致系統(tǒng)呈現(xiàn)鈉高鉀低的情況。針對鈉高鉀低或接近的工況，可采用蒸發(fā)結(jié)晶獲得氯化鈉，再冷卻結(jié)晶或閃發(fā)獲得氯化鉀，實(shí)現(xiàn)高鹽廢水的有效分離，獲得工業(yè)級別的鹽。

鉀高鈉低的工況下

鋼廠燒結(jié)機(jī)頭灰屬于鉀高鈉低，水洗脫氯后的漂洗液也通常為鉀高鈉低的情況。針對鉀高鈉低的工況，可采用蒸發(fā)結(jié)晶獲得氯化鉀，再進(jìn)一步降溫冷卻結(jié)晶或閃發(fā)獲得更多氯化鉀，冷卻結(jié)晶母液蒸發(fā)結(jié)晶獲得氯化鈉，蒸發(fā)母液返回冷卻結(jié)晶或閃發(fā)，實(shí)現(xiàn)高鹽廢水的有效分離，獲得工業(yè)級別的鹽。

邁源項(xiàng)目案例分享

邁源掌握鉀/鈉分離的核心技術(shù)，基于熱力學(xué)及結(jié)晶學(xué)，依靠系統(tǒng)精細(xì)化設(shè)計(jì)及豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，即使在高濃度硫酸根的情況下，雜質(zhì)析出位置也完全可控，保證高價(jià)值鉀鹽產(chǎn)品充分提取的同時(shí)，更保證鈉鹽產(chǎn)品符合工業(yè)鹽標(biāo)準(zhǔn)，解決鹽產(chǎn)品消納問題。

個(gè)舊漂洗液鉀鈉分鹽資源化項(xiàng)目

項(xiàng)目位于云南省紅河哈尼族彝族自治州個(gè)舊市，主體工藝采用“三效逆流提鈉+閃發(fā)冷卻提鉀”，進(jìn)入三效蒸發(fā)器的物料為前端水洗工序中高氯次氧化鋅粉、燒結(jié)灰和飛灰漂洗產(chǎn)生的漂洗水經(jīng)凈化除雜后得到的鹵水，鹵水主要為氯化鈉、氯化鉀以及其他少量雜質(zhì)，鉀鈉比例接近1:1，且同時(shí)含有較高濃度硫酸根，分離過程極易進(jìn)入復(fù)鹽區(qū)，鉀/鈉分離難度高。

該項(xiàng)目采用的主體工藝適合鉀鈉比例相近的分鹽工況，閃發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)蒸發(fā)量留有一定的裕量，確保系統(tǒng)能承受一定的水量和水質(zhì)波動(dòng)。邁源掌握鉀/鈉分離的核心技術(shù)，將污水看作資源或者商品。最終，該項(xiàng)目產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)氯化鈉干鹽純度≥95%，氯化鉀純度≥85%。

基于國家水污染防治重大戰(zhàn)略需求，加快推進(jìn)污水資源化利用進(jìn)程，助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，邁源扎根高鹽廢水分鹽資源化利用技術(shù)研發(fā)，與華南理工大學(xué)造紙與環(huán)境工程學(xué)院合作開展“蒸發(fā)結(jié)晶雜鹽固廢資源化工藝研究”項(xiàng)目，破解“卡脖子”難題。

目前，邁源已簽訂多個(gè)垃圾焚燒飛灰、鋼廠燒結(jié)機(jī)頭灰、含鋅煙塵及鋁灰等有色冶金煙塵水洗脫氯廢水鉀鈉分鹽資源化項(xiàng)目，讓技術(shù)成為市場的“敲門磚”，已完成云南個(gè)舊、廣西欽州、河南焦作、青海西寧、川北等項(xiàng)目建設(shè)。

下一步，邁源將持續(xù)創(chuàng)新、優(yōu)化技術(shù)，打造細(xì)分賽道的差異化競爭力，積極探索高鹽廢水分鹽資源化與工業(yè)廢水零排放的新篇章，助力我國突破水資源瓶頸和解決水污染問題。