某集团旗下大型化工企业，此次寻求与氨碱法碱渣可利用方向的技术合作，具体信息如下。

某集团旗下大型化工企业，是以（氨碱法）纯碱、小苏打、小苏打日化用品及海洋生物产品的生产、经营、研发、销售为一体的大型企业。公司总规划土地面积16000余亩，员工1100余人，其中高级职称以上人员120人，盐化方面的高级专家30余名，大学专科以上学历员工占员工总数70%以上，科研能力及水平处于行业领先地位。

该公司采用氨碱法制碱，目前纯碱年产量约150万吨。在纯碱生产过程中，产生大量的碱渣。目前公司对于碱渣处理采用的是建立排渣场，自由堆积沉淀的方式。公司自2008年投产以来，累积产生碱渣湿基预计约2000万吨，折算成干基400万吨以上。此外，公司每年持续产生新碱渣湿基130万吨以上，折算成干基约30万吨以上。

随着碱渣的不断产生，现有渣场已经逐渐不能满足要求。鉴于目前情况，多角度、多途径寻找碱渣处理方法成为现阶段迫切需要解决的问题。以下是碱渣的相关信息。

一、碱渣分析

碱渣呈白色颗粒状，俗称白泥，其化学成分主要为无毒的无机化合物，具有粒度小、空隙大、水溶液呈强碱性（pH：10～12）等特点，颗粒通常带负电荷，具有溶胶的性质。

图1碱渣外观-原状（左）与干燥粉碎后（右）

碱渣所含的化学元素主要为Ca、Cl、Mg、Na、Si、Al等，化学组分主要为CaCO₃、CaCl₂、NaCl、Ca(OH)₂、CaSO₄、Mg(OH)₂、SiO₂、Al₂O₃及一些其他盐和水不溶物等，碱渣的化学组分的质量分数如表1所示。

表1渣场碱渣（外坝100米处）湿基成份情况

二、粒径分析

碱渣颗粒的粒径通常较小，粒径≥10 μm颗粒的质量分数可达98%以上。其中，粒径10～15μm的颗粒质量分数可达60%以上。见图2。

图2 碱渣粒径分析

三、形貌特征

碱渣多为粉粒状、蜂窝状，表面粗糙，主要为由棒状、纺锤状的纳米级CaCO₃形成的团聚体多孔CaCO₃，与棒状CaSO₄等共同组成多孔聚集体颗粒形态，碱渣的结构骨架松散孔隙发达。颗粒间的空隙主要包括团聚体多孔CaCO₃与CaSO₄之间的空隙、团聚体颗粒之间的微米级孔隙以及团聚体颗粒内部的纳米级孔隙，而氯离子主要存在于颗粒间的空隙及CaCO₃颗粒内的微米级孔隙中，见图3。

图3 干基碱渣的SEM图像

四、吸附特性

碱渣颗粒的粒度极细，粒径（宽度）≤3.14um的颗粒质量分数可达80%，具有良好的吸附能力，对色素表现出良好的吸附能力。碱渣对Cd²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺等金属元素的吸附量分别达444.9mg/g、272mg/g、1223.4mg/g。

碱渣内部有丰富的孔隙结构，水分能够留存在这些孔隙内。另外一些吸水性盐如氯化钙，使碱渣具有很强的吸水性和保水性。

干基碱渣在常温下，能够吸附至少4倍于自身质量的水分，吸水后仍保持固体状态，具有较强的保水能力，推测可能适合作为干燥剂。

干燥后碱渣进行全孔吸附测试知，BET比表面积为20.88m²/g，Langmuir比表面积为163.10m²/g，t-Plot微孔面积为2.06m²/g，BJH、D-H全孔吸附面积分别为20.97m²/g和20.37m²/g；单点吸附孔容为0.042cm³/g、BJH吸附孔容为0.095cm³/g、t-Plot微孔孔容为0.000999cm³/g；BET吸附平均孔径为8.08nm、BJH吸附平均孔径为18.20nm、DH吸附平均孔径为18.54nm；见图4。

图4 碱渣孔径分布

五、pH特性

碱渣的pH在10～12之间，是由Ca(OH)₂和少量Mg(OH)₂贡献，可以用作pH调节剂；碱渣中含有Ca、Mg、Si、K、P等元素，无有害的重金属元素。能够有效调节土壤或水质的pH和提供营养元素。

六、晶型晶貌

由XRD分析，CaCO₃晶体种类主要以单斜晶形存在，CaSO₄晶体以正交晶系存在，包含一部分CaSO₄·0.5H₂O。Si元素主要以SiO₂、CaSiO₄和MgSiO₄形式存在。如下图3。

点击图片进入活动官网预约参会 >>