my889900 2024-08-21 1929
引言
在盐化工、氯碱化工、煤化工、石油化工、制药等行业的工业废水零排放处理上，经常会遇到同时含有氯化钠、氯化钾或氯化钠、硫酸钠的混合溶液或废水，含盐量较高。目前，我国高盐废水处置副产的杂盐，大多被当作固废进行处置，处理成本高，缺乏经济效益。高盐废水处置是世界性难题，分盐资源化是高盐废水处置的根本出路。高盐废水分盐资源化分为钾/钠分离和盐/硝分离两大类，本期迈源先为大家揭秘钾/钠分离相关知识。
钾/钠分离工艺选择
对于盐组分三种以下或某种盐分含量相对较大且各组分结晶热力学特性具有较大差异、粘度小的高盐废水，具备分盐价值。分盐是减少末端杂盐产生的最佳途径，根据水质盐分组成，选择合适的工艺路线，将混合溶液的组分分离，得到精制工业盐等级的单组分盐产品，实现变废为宝、高值化利用。
我国是一个农业大国，农作物的稳定高产，需要大量的钾肥。同时，我国也是一个钾盐资源严重匮乏的国家，钾肥长期依赖进口。我国钾肥生产集中度较高，主要以盐湖卤水钾盐资源的形式，产地集中在交通不便的盐湖地区，年产钾肥约400万吨，自给率不足50%，钾肥缺口较大。
同时，在国内以钢铁等有色冶金、水泥窑协同处置、垃圾焚烧发电等为代表的行业，其生产过程中产生的固体危废却蕴含了大量钾盐资源，以飞灰为例，其可溶性盐类约占35%左右，可溶性盐分主要为K、Ca、Na、Cl四种元素。通过分离提取飞灰中的氯化钠和氯化钾，可以实现飞灰的高附加值综合利用。
由水盐平衡相图数据可知，氯化钾溶解度大于氯化钠溶解度，同时，随着温度升高，氯化钾溶解度增大，而氯化钠溶解度随温度变化不大。因此，钾/钠分离工艺总体遵循高温析钠，低温析钾的原则。基于操作便利性及系统能耗考量，工艺顺序应视高盐废水中钾钠比例情况，适应性调整。
钠高钾低或接近的工况下
不同行业产生的飞灰中钾钠比例不一，其中，垃圾焚烧飞灰属于钾钠比较为接近，水洗除氯后的漂洗液在预处理过程会投加钠盐药剂，导致系统呈现钠高钾低的情况。针对钠高钾低或接近的工况，可采用蒸发结晶获得氯化钠，再冷却结晶或闪发获得氯化钾，实现高盐废水的有效分离，获得工业级别的盐。
钾高钠低的工况下
钢厂烧结机头灰属于钾高钠低，水洗脱氯后的漂洗液也通常为钾高钠低的情况。针对钾高钠低的工况，可采用蒸发结晶获得氯化钾，再进一步降温冷却结晶或闪发获得更多氯化钾，冷却结晶母液蒸发结晶获得氯化钠，蒸发母液返回冷却结晶或闪发，实现高盐废水的有效分离，获得工业级别的盐。
迈源项目案例分享
迈源掌握钾/钠分离的核心技术，基于热力学及结晶学，依靠系统精细化设计及丰富实践经验，即使在高浓度硫酸根的情况下，杂质析出位置也完全可控，保证高价值钾盐产品充分提取的同时，更保证钠盐产品符合工业盐标准，解决盐产品消纳问题。
个旧漂洗液钾钠分盐资源化项目
项目位于云南省红河哈尼族彝族自治州个旧市，主体工艺采用“三效逆流提钠+闪发冷却提钾”，进入三效蒸发器的物料为前端水洗工序中高氯次氧化锌粉、烧结灰和飞灰漂洗产生的漂洗水经净化除杂后得到的卤水，卤水主要为氯化钠、氯化钾以及其他少量杂质，钾钠比例接近1:1，且同时含有较高浓度硫酸根，分离过程极易进入复盐区，钾/钠分离难度高。
该项目采用的主体工艺适合钾钠比例相近的分盐工况，闪发系统设计蒸发量留有一定的裕量，确保系统能承受一定的水量和水质波动。迈源掌握钾/钠分离的核心技术，将污水看作资源或者商品。最终，该项目产品实现氯化钠干盐纯度≥95%，氯化钾纯度≥85%。
基于国家水污染防治重大战略需求，加快推进污水资源化利用进程，助力实现“双碳”目标，迈源扎根高盐废水分盐资源化利用技术研发，与华南理工大学造纸与环境工程学院合作开展“蒸发结晶杂盐固废资源化工艺研究”项目，破解“卡脖子”难题。
目前，迈源已签订多个垃圾焚烧飞灰、钢厂烧结机头灰、含锌烟尘及铝灰等有色冶金烟尘水洗脱氯废水钾钠分盐资源化项目，让技术成为市场的“敲门砖”，已完成云南个旧、广西钦州、河南焦作、青海西宁、川北等项目建设。
下一步，迈源将持续创新、优化技术，打造细分赛道的差异化竞争力，积极探索高盐废水分盐资源化与工业废水零排放的新篇章，助力我国突破水资源瓶颈和解决水污染问题。
Q1：分出来的氯化钾和氯化钠纯度能到多少？
迈源钾/钠分离系统产出的氯化钠干盐纯度可达95%以上，氯化钾纯度可达85%以上，符合工业级产品标准。尤其值得关注的是氯化钾——我国钾肥自给率不足50%，长期依赖进口，而垃圾焚烧飞灰、钢厂烧结机头灰等固体危废中蕴含大量钾盐资源（飞灰可溶性盐类约占35%），从飞灰中回收提取氯化钾具有显著的资源化价值。
Q2：漂洗液里硫酸根浓度高，会不会干扰钾钠分离？
这是钾/钠分离工艺中常见的难点。高浓度硫酸根容易在结晶过程中将系统带入复盐区，导致钾钠无法有效分离、产品纯度不达标。迈源基于热力学和结晶学原理，依靠系统精细化设计和丰富实践经验，即使在高浓度硫酸根的工况下，也能精确控制杂质析出位置，在保证钾盐产品充分提取的同时，确保钠盐产品符合工业盐标准，避免盐产品因品质不达标而重新沦为固废。
Q3：水样的钾钠比例跟案例不一样，工艺怎么选？
钾/钠分离遵循"高温析钠、低温析钾"的基本原则——氯化钾溶解度大于氯化钠，且随温度升高而增大，氯化钠溶解度随温度变化不大。具体工艺顺序则根据钾钠比例调整：钠高钾低或接近的工况（如垃圾焚烧飞灰漂洗液），采用"蒸发结晶获氯化钠→冷却结晶获氯化钾"路线；钾高钠低的工况（如钢厂烧结机头灰漂洗液），采用"蒸发结晶获氯化钾→冷却→母液蒸发获氯化钠"路线。实际项目中可根据水样全分析结果，通过分盐模拟实验确定合适工艺路线和操作参数。
Q4：钾/钠分离和盐/硝分离有什么区别？该做哪种？
两者同属高盐废水分盐资源化，但分离对象不同。盐/硝分离针对氯化钠和硫酸钠体系，利用两者溶解度差异或纳滤膜实现分离，产出工业硫酸钠和氯化钠。钾/钠分离针对氯化钾和氯化钠体系，利用"高温析钠、低温析钾"的热力学特性，产出氯化钾和氯化钠，其中氯化钾作为钾肥原料价值较高。具体选择哪种路线，可提供废水全组分分析后进行判断。
Q5：分盐设备的投资和运行成本大概多少？跟杂盐委外处置比哪个更经济？
投资和运行成本因处理规模、钾钠比例、杂质复杂度等因素而异。从经济逻辑上看：杂盐委外处置是持续性纯成本支出，且固废政策持续收紧，处置费用和合规风险同步上升；分盐资源化虽前期设备投资较高，但产出的工业级盐避免了杂盐委外处置费用，同时大幅降低固废产生量。尤其在钾含量较高的工况下，回收的氯化钾价值可观，整体经济优势更为明显。具体项目的投资回收周期可提供水样和运行参数后由迈源进行一对一评估。
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