CN114985435B - 一种废盐与多种固废综合利用的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种废盐与多种固废综合利用的方法，包括：（1）对废盐进行电解与合成，得到酸液和碱液；（2）对气化渣进行机械活化，得到机械活化气化渣；（3）利用得到的酸液对机械活化气化渣进行化学活化，得到化学活化液和化学活化气化渣；（4）利用含铝固废和碱性固废对的化学活化液进行聚合调控处理，得到铝铁系净水剂；（5）利用得到的碱液对化学活化气化渣进行稀碱脱硅处理，得到碳粉和硅酸钠；本发明基于成分互补、跨行业多工艺集成原理，极大程度上实现了大宗工业固废的综合利用，产品附加值高，过程无二次污染物产生，能耗和成本较单一产业具有明显的优势，符合低碳循环发展的经济理念，具有明显的经济、环境及社会效益。
Description
技术领域
本发明属于无机化工固体废弃物处理与资源化利用技术领域，涉及一种废盐与多种固废综合利用的方法，具体涉及一种煤气化过程废盐与多种固废综合利用的方法。
背景技术
废盐是化工行业典型的固体废弃物，年产生量超过2000万吨，常见的有氯化钠、硫酸钠、氯化钾、氯化钙及其他卤素酸的钾钠盐等，具有种类繁多、产量大、成分复杂等特点，目前主要通过填埋的方式进行处理，暂无有效措施使其无害化、减量化和资源化。CN113843256A公开了一种工业废盐制备氯化钠干粉灭火剂的方法，以工业废盐为原料，通过表面氧化处理、表面成盐处理及粉碎处理，得到氯化钠干粉灭火剂。CN113531539A公开了一种氯化钠废盐资源化利用的方法，利用顺流式回转窑的热量分解氯化钠废盐中的有机物，同时回收利用氯化钠盐体。
气化渣是煤气化生成合成气的过程中产生的一种固体废弃物，年产生量超过3300万吨，其主要化学成分为氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化铁和碳，目前大量排放与堆存，造成了严重的环境污染问题。CN113480779A公开了一种利用气化渣制备橡胶用复合碳质超细粉体材料的方法，控制粉体材料中碳含量为50-70%，通过超细立磨进行机械活化处理后即可添加到橡胶中。CN113751186A公开了一种气化粗渣回收精碳粉-玻璃微珠的工艺方法，以气化粗渣为原料，通过分级、重选、磨矿、磁选等流程，实现气化粗渣残碳回收及玻璃微珠分级利用。
铝灰是铝加工过程中产生的一种固体废弃物，年产生量超过350万吨，其主要化学成分为金属铝及其氧化物，缺乏低成本、规模化、相对成熟的处理工艺，就地填埋和堆积仍是其主要处置方法。 CN110902706A公开了一种利用铝灰制备聚合氯化铝的方法，通过球团制备、氯化、氯化铝溶液聚合工艺实现了铝灰中铝的高效回收。
电石渣是电石水解生成乙炔气的过程中产生的一种固体废弃物，年产生量超过2400万吨，其主要化学成分为氧化钙，具有强碱性，综合利用率低，通常采用填埋或堆存处理，极易污染水源和土壤，严重威胁生态环境。CN113277541A公开了一种电石渣资源化回收的强化工艺，以电石渣和硫酸为原料，在强化设备中接触反应制得硫酸钙，将得到的硫酸钙与碳粉混匀后进行还原热分解,得到较高纯度的氧化钙产品。
上述方法虽然可以实现相应固体废弃物的资源化利用，但仍存在产品单一、附加值低、能耗高等问题，且仅能实现单一固体废弃物的处理，无法满足多种固体废弃物协同开发高附加值产品的需求。
由此可见，如何开发一种多固废综合利用的方法，实现多种固体废弃物的高效综合利用和多种产业的深度融合发展，提升经济与环境效益，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种一种废盐与多种固废综合利用的方法，所述方法基于成分互补原理，极大程度上实现了废盐、气化渣、含铝固废、碱性固废等大宗工业固废的综合利用，产品附加值高，过程零排放，符合低碳循环发展的经济理念，为不同化工行业的融合发展提供了新方法，具有较好的经济效益、环境效益及社会效益。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种废盐与多种固废综合利用的方法，所述方法包括以下步骤：
（1）对废盐依次进行电解处理与合成处理，得到盐酸溶液和氢氧化钠溶液；
（2）对气化渣进行机械活化处理，得到机械活化气化渣；
（3）利用步骤（1）得到的盐酸溶液对步骤（2）的机械活化气化渣进行化学活化处理，得到化学活化液和化学活化气化渣；
（4）利用含铝固废和碱性固废对步骤（3）的化学活化液进行聚合调控处理，得到铝铁系净水剂；
（5）利用步骤（1）得到的氢氧化钠溶液对步骤（3）的化学活化气化渣进行稀碱脱硅处理，得到碳粉和硅酸钠。
本发明中，步骤（1）和步骤（2）无先后顺序，步骤（4）和步骤（5）无先后顺序。
本发明提供的方法，1）对废盐依次进行电解处理和合成处理，通过调整溶剂水的比例，得到指定质量浓度的盐酸溶液和氢氧化钠溶液；2）对气化渣进行机械活化处理，减小其粒度，破坏其包裹结构并产生晶格缺陷，增加非晶相的无序化程度，得到机械活化气化渣；3）利用得到的盐酸溶液对机械活化气化渣进行化学活化处理，浸出其铝、铁、钙元素，大幅提高其硅的反应活性，得到化学活化液和化学活化气化渣；4）利用含铝固废和碱性固废对化学活化液进行聚合调控处理，提高其氧化铝含量的同时，调整其盐基度，得到铝铁系净水剂；5）利用得到的氢氧化钠溶液对化学活化气化渣进行稀碱脱硅处理，使其碳和硅高效分离，得到碳粉和高模数硅酸钠。本发明基于成分互补原理，极大程度上实现了废盐、气化渣、含铝固废和碱性固废等大宗工业固废的综合利用，产品附加值高，过程零排放，符合低碳循环发展的经济理念，为不同化工行业的融合发展提供了新方法，具有较好的经济效益、环境效益及社会效益。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，步骤（1）所述废盐的主要成分包括氯化钠，所述电解处理过程中，氯化钠的浓度为160-360g/L，例如160g/L、180g/L、200g/L、220g/L、240g/L、260 g/L、280 g/L、300g/L、320g/L、340g/L或360g/L等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤（1）所述盐酸溶液的浓度为8-26wt%，例如8wt%、10wt%、12wt%、14wt%、16wt%、18wt%、20wt%、22wt%、24wt%或26wt%等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
步骤（1）所述氢氧化钠溶液的浓度为2-30wt%，例如2wt%、4wt%、6wt%、8wt%、10wt%、12wt%、14wt%、16wt%、18wt%、20wt%、22wt%、24wt%、26wt%、28wt%、30wt%等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，步骤（1）所述电解处理和合成处理中得到的盐酸溶液的质量浓度对化学活化效果具有显著影响，从而影响后续稀碱脱硅处理的效果。当盐酸溶液的质量浓度小于8wt%时，由于酸度过低，铝、铁、钙元素的浸出率低，铝硅酸盐表面铝氢置换效果差，活性硅羟基产生量少，化学活化效果差；当盐酸溶液的质量浓度大于26wt%时，由于酸度过高，聚合调控效果差。
作为本发明优选的技术方案，步骤（2）所述机械活化处理包括研磨。
本发明中，机械活化处理机械活化处理的设备包括球磨机、棒磨机或砾磨机中的任意一种，上述设备可以串联，可以并联，也可以串、并联复合。
步骤（2）所述机械活化气化渣的粒径＜0.2mm，例如0.02mm、0.04mm、0.06mm、0.08mm、0.10mm、0.12mm、0.14mm、0.16mm或0.18mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，步骤（2）所述机械活化气化渣的粒径对化学活化效果具有显著影响，从而影响后续稀碱脱硅处理的效果。当机械活化气化渣的粒径≥0.2mm时，由于粒度过高，无法破坏其包裹结构，影响化学活化反应过程传质，化学活化效果差。
作为本发明优选的技术方案，步骤（3）所述化学活化处理的液固比为3-10mL/g，例如3mL/g、4mL/g、5mL/g、6mL/g、7mL/g、8mL/g、9mL/g或10mL/g等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
这里的液固比即指步骤（1）所得盐酸溶液与步骤（2）机械活化气化渣的比值。
步骤（3）所述化学活化处理的温度为20-70℃，例如20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，本发明所需温度较传统活化温度降低20℃以上，节省能耗。
步骤（3）所述化学活化处理的时间为15-180min，例如15min、30min、45min、60min、75min、90min、105min、120min、135min、150min、165min或180min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤（4）所述含铝固废包括铝灰，所述碱性固废包括电石渣。
步骤（4）所述聚合调控处理的终点pH为1.0-3.0，例如1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.6、2.8或3.0等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤（4）所述聚合调控处理过程中，化学活化液与含铝固废的液固比为4-12mL/g，例如4mL/g、6mL/g、7mL/g、8mL/g、9mL/g、10mL/g、11mL/g或12mL/g等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，步骤（4）所述聚合调控处理过程中，含铝固废的加入量对化学活化液的氧化铝含量具有显著影响，从而影响铝铁系净水剂产品的品质。当化学活化液与含铝固废的液固比大于12mL/g时，由于铝源补充量过低，导致化学活化液的氧化铝含量低于4wt%，铝铁系净水剂产品的品质低；当化学活化液与含铝固废的液固比小于4mL/g时，由于铝源补充量过高，而体系剩余酸度不足以与添加的铝灰完全反应，导致化学活化液的氧化铝含量提高不明显，铝铁系净水剂产品的品质无法进一步提高。
步骤（4）所述聚合调控处理过程中，含铝固废的反应温度为20-90℃，例如20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
步骤（4）所述聚合调控处理过程中，含铝固废的反应时间为30-180min，例如30min、45min、60min、75min、90min、105min、120min、135min、150min、165min或180min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤（4）所述聚合调控处理过程中，化学活化液与碱性固废的液固比为8-16mL/g，例如8mL/g、9mL/g、10mL/g、11mL/g、12mL/g、13mL/g、14mL/g、15mL/g或16mL/g等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，步骤（4）所述聚合调控处理过程中，碱性固废的加入量对化学活化液的盐基度具有显著影响，从而影响铝铁系净水剂产品的品质。当化学活化液与碱性固废的液固比大于16mL/g时，由于碱源补充量过低，导致化学活化液的盐基度低于30%，铝铁系净水剂产品的品质低；当化学活化液与碱性固废的液固比小于8mL/g时，由于碱源补充量过高，导致化学活化液的盐基度高于95%，铝铁系净水剂产品的品质低。
步骤（4）所述聚合调控处理过程中，碱性固废的反应温度为60-90℃，例如60℃、70℃、80℃、90℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
步骤（4）所述聚合调控处理过程中，碱性固废的反应时间为60-240min，例如60min、75min、90min、105min、120min、135min、150min、165min、180min、195min、210min、225min或240min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤（5）所述的稀碱脱硅处理的液固比为3-10mL/g，例如3mL/g、4mL/g、5mL/g、6mL/g、7mL/g、8mL/g、9mL/g或10mL/g等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
步骤（5）所述稀碱脱硅处理的温度为60-180℃，例如60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃或180℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
步骤（5）所述稀碱脱硅处理的时间为60-240min，例如60min、75min、90min、105min、120min、135min、150min、165min、180min、195min、210min、225min或240min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述方法包括以下步骤：
（1）首先，将废盐溶解成氯化钠浓度为160-360g/L的溶液；然后，对所得溶液依次进行电解处理与合成处理，并通过调整溶剂水的比例，得到浓度为8-26wt%的盐酸溶液和浓度为2-30wt%的氢氧化钠溶液；
（2）对气化渣进行机械活化处理，得到粒径＜0.2mm的机械活化气化渣；
（3）利用步骤（1）得到的盐酸溶液对步骤（2）的机械活化气化渣进行化学活化处理，所述化学活化处理的液固比为3-10mL/g，温度为20-70℃，时间为15-180min，得到化学活化液和化学活化气化渣；
（4）依次利用含铝固废和碱性固废对步骤（3）的化学活化液进行聚合调控处理，所述化学活化液与所述含铝固废的液固比为4-12mL/g，反应温度为20-90℃，反应时间为30-180min；所述化学活化液与所述碱性固废的液固比为8-16mL/g，反应温度为60-90℃，反应时间为60-240min；所述聚合调控处理的终点pH为1.0-3.0，得到铝铁系净水剂；
（5）利用步骤（1）得到的氢氧化钠溶液对步骤（3）的化学活化气化渣进行稀碱脱硅处理，所述稀碱脱硅处理的液固比为3-10mL/g，温度为60-180℃，时间为60-240min，得到碳粉和硅酸钠；
所得碳粉用于发电供步骤（1）电解处理与合成处理使用；
所得硅酸钠用于制备用于制备白炭黑、催化剂载体以及硅胶等高端硅材料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明提供的一种废盐与多种固废综合利用的方法，以废盐、气化渣、含铝固废、碱性固废多种固废为原料，协同开发多种高附加值产品，制得氧化铝含量≥8.54wt%、盐基度57.52-95%的铝铁系净水剂，模数＞3.05的硅酸钠，烧失率＞70.52%的碳粉，原料成本低、能耗低、产品优于现有工艺品质；
（2）本发明提供的一种废盐与多种固废综合利用的方法基于成分互补原理，极大程度上实现了废盐、气化渣、含铝废固以及碱性废固大宗工业固废的综合利用，实现了跨行业多工艺耦合集成，所得产品附加值高，且过程无二次污染物产生，符合低碳循环发展的经济理念，为不同化工行业的融合发展提供了新方法，具有较好的经济效益、环境效益及社会效益。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的一种废盐与多种固废综合利用的方法流程图。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
以下为本发明典型但非限制性实施例：
实施例1：
本实施例提供了一种废盐与多种固废综合利用的方法，其流程图如图1所示，所述方法包括以下步骤：
（1）首先，将废盐溶解成氯化钠浓度为280g/L的溶液；然后，对溶液依次进行电解处理和合成处理，通过调整溶剂水的比例，得到质量浓度为17wt%的盐酸溶液和质量浓度为5wt%的氢氧化钠溶液；
（2）对气化渣进行机械活化处理，得到粒径为0.16mm的机械活化气化渣；
（3）利用步骤（1）得到的盐酸溶液对步骤（2）的机械活化气化渣进行化学活化处理，所述化学活化处理的液固比为4mL/g，温度为80℃，时间为120min，得到化学活化液和化学活化气化渣；
（4）依次利用铝灰和电石渣对步骤（3）的化学活化液进行聚合调控处理，所述化学活化液与所述铝灰的液固比为10mL/g，反应温度为80℃，反应时间为120min；所述化学活化液与所述电石渣的液固比为8mL/g，反应温度为80℃，反应时间为60min；所述聚合调控处理的终点pH为2.0，得到铝铁系净水剂；
（5）利用步骤（1）得到的氢氧化钠溶液对步骤（3）的化学活化气化渣进行稀碱脱硅处理，所述稀碱脱硅处理的液固比为4mL/g，温度为95℃，时间为120min，得到碳粉和硅酸钠；
碳粉用于发电供步骤（1）的电解处理和合成处理使用，硅酸钠用于制备硅材料。
实施例2：
本实施例提供了一种废盐与多种固废综合利用的方法，所述方法包括以下步骤：
（1）首先，将废盐溶解成氯化钠浓度为180g/L的溶液；然后，对溶液依次进行电解处理和合成处理，通过调整溶剂水的比例，得到质量浓度为21wt%的盐酸溶液和质量浓度为8wt%的氢氧化钠溶液；
（2）对气化渣进行机械活化处理，得到粒径为0.12mm的机械活化气化渣；
（3）利用步骤（1）得到的盐酸溶液对步骤（2）的机械活化气化渣进行化学活化处理，所述化学活化处理的液固比为4mL/g，温度为90℃，时间为120min，得到化学活化液和化学活化气化渣；
（4）依次利用铝灰和电石渣对步骤（3）的化学活化液进行聚合调控处理，所述化学活化液与所述铝灰的液固比为8mL/g，反应温度为80℃，反应时间为120min；所述化学活化液与所述电石渣的液固比为12mL/g，反应温度为80℃，反应时间为60min；所述聚合调控处理的终点pH为1.8，得到铝铁系净水剂；
（5）利用步骤（1）得到的氢氧化钠溶液对步骤（3）的化学活化气化渣进行稀碱脱硅处理，所述稀碱脱硅处理的液固比为4mL/g，温度为125℃，时间为180min，得到碳粉和硅酸钠；
碳粉用于发电供步骤（1）的电解处理和合成处理使用，硅酸钠用于制备硅材料。
实施例3：
本实施例提供了一种废盐与多种固废综合利用的方法，所述方法包括以下步骤：
（1）首先，将废盐溶解成氯化钠浓度为240g/L的溶液；然后，对溶液依次进行电解处理和合成处理，通过调整溶剂水的比例，得到质量浓度为25wt%的盐酸溶液和质量浓度为13wt%的氢氧化钠溶液；
（2）对气化渣进行机械活化处理，得到粒径为0.09mm的机械活化气化渣；
（3）利用步骤（1）得到的盐酸溶液对步骤（2）的机械活化气化渣进行化学活化处理，所述化学活化处理的液固比为8mL/g，温度为50℃，时间为60min，得到化学活化液和化学活化气化渣；
（4）依次利用铝灰和电石渣对步骤（3）的化学活化液进行聚合调控处理，所述化学活化液与所述铝灰的液固比为6mL/g，反应温度为60℃，反应时间为180min；所述化学活化液与所述电石渣的液固比为8mL/g，反应温度为80℃，反应时间为180min；所述聚合调控处理的终点pH为1.8，得到铝铁系净水剂；
（5）利用步骤（1）得到的氢氧化钠溶液对步骤（3）的化学活化气化渣进行稀碱脱硅处理，所述稀碱脱硅处理的液固比为7mL/g，温度为150℃，时间为240min，得到碳粉和硅酸钠；
碳粉用于发电供步骤（1）的电解处理和合成处理使用，硅酸钠用于制备硅材料。
实施例4：
本实施例提供了一种废盐与多种固废综合利用的方法，所述方法包括以下步骤：
（1）首先，将废盐溶解成氯化钠浓度为160g/L的溶液；然后，对溶液依次进行电解处理和合成处理，通过调整溶剂水的比例，得到质量浓度为9wt%的盐酸溶液和质量浓度为8wt%的氢氧化钠溶液；
（2）对气化渣进行机械活化处理，得到粒径为0.18mm的机械活化气化渣；
（3）利用步骤（1）得到的盐酸溶液对步骤（2）的机械活化气化渣进行化学活化处理，所述化学活化处理的液固比为5mL/g，温度为95℃，时间为15min，得到化学活化液和化学活化气化渣；
（4）依次利用铝灰和电石渣对步骤（3）的化学活化液进行聚合调控处理，所述化学活化液与所述铝灰的液固比为10mL/g，反应温度为40℃，反应时间为180min；所述化学活化液与所述电石渣的液固比为14mL/g，反应温度为90℃，反应时间为120min；所述聚合调控处理的终点pH为2.8，得到铝铁系净水剂；
（5）利用步骤（1）得到的氢氧化钠溶液对步骤（3）的化学活化气化渣进行稀碱脱硅处理，所述稀碱脱硅处理的液固比为3mL/g，温度为80℃，时间为120min，得到碳粉和硅酸钠；
碳粉用于发电供步骤（1）的电解处理和合成处理使用，硅酸钠用于制备硅材料。
实施例5：
本实施例提供了一种废盐与多种固废综合利用的方法，所述方法包括以下步骤：
（1）首先，将废盐溶解成氯化钠浓度为360g/L的溶液；然后，对溶液依次进行电解处理和合成处理，通过调整溶剂水的比例，得到质量浓度为18wt%的盐酸溶液和质量浓度为14wt%的氢氧化钠溶液；
（2）对气化渣进行机械活化处理，得到粒径为0.18mm的机械活化气化渣；
（3）利用步骤（1）得到的盐酸溶液对步骤（2）的机械活化气化渣进行化学活化处理，所述化学活化处理的液固比为10mL/g，温度为30℃，时间为180min，得到化学活化液和化学活化气化渣；
（4）依次利用铝灰和电石渣对步骤（3）的化学活化液进行聚合调控处理，所述化学活化液与所述铝灰的液固比为6mL/g，反应温度为95℃，反应时间为60min；所述化学活化液与所述电石渣的液固比为8mL/g，反应温度为80℃，反应时间为120min；所述聚合调控处理的终点pH为1.5，得到铝铁系净水剂；
（5）利用步骤（1）得到的氢氧化钠溶液对步骤（3）的化学活化气化渣进行稀碱脱硅处理，所述稀碱脱硅处理的液固比为6mL/g，温度为180℃，时间为60min，得到碳粉和硅酸钠；
碳粉用于发电供步骤（1）的电解处理和合成处理使用，硅酸钠用于制备硅材料。
实施例6：
本实施例提供了一种废盐与多种固废综合利用的方法，所述方法包括以下步骤：
（1）首先，将废盐溶解成氯化钠浓度为320g/L的溶液；然后，对溶液依次进行电解处理和合成处理，通过调整溶剂水的比例，得到质量浓度为18wt%的盐酸溶液和质量浓度为5wt%的氢氧化钠溶液；
（2）对气化渣进行机械活化处理，得到粒径为0.12mm的机械活化气化渣；
（3）利用步骤（1）得到的盐酸溶液对步骤（2）的机械活化气化渣进行化学活化处理，所述化学活化处理的液固比为4mL/g，温度为95℃，时间为180min，得到化学活化液和化学活化气化渣；
（4）依次利用铝灰和电石渣对步骤（3）的化学活化液进行聚合调控处理，所述化学活化液与所述铝灰的液固比为10mL/g，反应温度为85℃，反应时间为120min；所述化学活化液与所述电石渣的液固比为12mL/g，反应温度为80℃，反应时间为240min；所述聚合调控处理的终点pH为2.6，得到铝铁系净水剂；
（5）利用步骤（1）得到的氢氧化钠溶液对步骤（3）的化学活化气化渣进行稀碱脱硅处理，所述稀碱脱硅处理的液固比为6mL/g，温度为180℃，时间为60min，得到碳粉和硅酸钠；
碳粉用于发电供步骤（1）的电解处理和合成处理使用，硅酸钠用于制备硅材料。
实施例7：
本实施例提供了一种废盐与多种固废综合利用的方法，所述方法包括以下步骤：
（1）首先，将废盐溶解成氯化钠浓度为300g/L的溶液；然后，对溶液依次进行电解处理和合成处理，通过调整溶剂水的比例，得到质量浓度为18wt%的盐酸溶液和质量浓度为10wt%的氢氧化钠溶液；
（2）对气化渣进行机械活化处理，得到粒径为0.12mm的机械活化气化渣；
（3）利用步骤（1）得到的盐酸溶液对步骤（2）的机械活化气化渣进行化学活化处理，所述化学活化处理的液固比为9mL/g，温度为30℃，时间为150min，得到化学活化液和化学活化气化渣；
（4）依次利用铝灰和电石渣对步骤（3）的化学活化液进行聚合调控处理，所述化学活化液与所述铝灰的液固比为6mL/g，反应温度为60℃，反应时间为180min；所述化学活化液与所述电石渣的液固比为10mL/g，反应温度为60℃，反应时间为240min；所述聚合调控处理的终点pH为1.6，得到铝铁系净水剂；
（5）利用步骤（1）得到的氢氧化钠溶液对步骤（3）的化学活化气化渣进行稀碱脱硅处理，所述稀碱脱硅处理的液固比为10mL/g，温度为90℃，时间为180min，得到碳粉和硅酸钠；
碳粉用于发电供步骤（1）的电解处理和合成处理使用，硅酸钠用于制备硅材料。
实施例8：
本实施例提供了一种废盐与多种固废综合利用的方法，所述方法包括以下步骤：
（1）首先，将废盐溶解成氯化钠浓度为350g/L的溶液；然后，对溶液依次进行电解处理和合成处理，通过调整溶剂水的比例，得到质量浓度为8wt%的盐酸溶液和质量浓度为3wt%的氢氧化钠溶液；
（2）对气化渣进行机械活化处理，得到粒径为0.06mm的机械活化气化渣；
（3）利用步骤（1）得到的盐酸溶液对步骤（2）的机械活化气化渣进行化学活化处理，所述化学活化处理的液固比为5mL/g，温度为85℃，时间为180min，得到化学活化液和化学活化气化渣；
（4）依次利用铝灰和电石渣对步骤（3）的化学活化液进行聚合调控处理，所述化学活化液与所述铝灰的液固比为10mL/g，反应温度为90℃，反应时间为30min；所述化学活化液与所述电石渣的液固比为12mL/g，反应温度为80℃，反应时间为120min；所述聚合调控处理的终点pH为2.0，得到铝铁系净水剂；
（5）利用步骤（1）得到的氢氧化钠溶液对步骤（3）的化学活化气化渣进行稀碱脱硅处理，所述稀碱脱硅处理的液固比为5mL/g，温度为135℃，时间为150min，得到碳粉和硅酸钠；
碳粉用于发电供步骤（1）的电解处理和合成处理使用，硅酸钠用于制备硅材料。
实施例9：
本实施例提供了一种废盐与多种固废综合利用的方法，所述方法包括以下步骤：
（1）首先，将废盐溶解成氯化钠浓度为260g/L的溶液；然后，对溶液依次进行电解处理和合成处理，通过调整溶剂水的比例，得到质量浓度为8wt%的盐酸溶液和质量浓度为6wt%的氢氧化钠溶液；
（2）对气化渣进行机械活化处理，得到粒径为0.06mm的机械活化气化渣；
（3）利用步骤（1）得到的盐酸溶液对步骤（2）的机械活化气化渣进行化学活化处理，所述化学活化处理的液固比为4mL/g，温度为35℃，时间为180min，得到化学活化液和化学活化气化渣；
（4）依次利用铝灰和电石渣对步骤（3）的化学活化液进行聚合调控处理，所述化学活化液与所述铝灰的液固比为9mL/g，反应温度为90℃，反应时间为30min；所述化学活化液与所述电石渣的液固比为11mL/g，反应温度为80℃，反应时间为180min；所述聚合调控处理的终点pH为2.4，得到铝铁系净水剂；
（5）利用步骤（1）得到的氢氧化钠溶液对步骤（3）的化学活化气化渣进行稀碱脱硅处理，所述稀碱脱硅处理的液固比为4mL/g，温度为95℃，时间为120min，得到碳粉和硅酸钠；
碳粉用于发电供步骤（1）的电解处理和合成处理使用，硅酸钠用于制备硅材料。
实施例10：
本实施例提供了一种废盐与多种固废综合利用的方法，所述方法除了将步骤（1）中盐酸溶液的质量浓度降低为5wt%以外，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
实施例11：
本实施例提供了一种废盐与多种固废综合利用的方法，所述方法除了将步骤（1）中盐酸溶液的质量浓度升高为29wt%以外，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
实施例12：
本实施例提供了一种废盐与多种固废综合利用的方法，所述方法除了将步骤（2）中机械活化气化渣的粒径提高为2mm以外，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
实施例13：
本实施例提供了一种废盐与多种固废综合利用的方法，所述方法除了将步骤（4）中化学活化液与铝灰的液固比提高为18mL/g以外，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
实施例14：
本实施例提供了一种废盐与多种固废综合利用的方法，所述方法除了将步骤（4）中化学活化液与铝灰的液固比降低为4mL/g以外，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
实施例15：
本实施例提供了一种废盐与多种固废综合利用的方法，所述方法除了将步骤（4）中化学活化液与电石渣的液固比提高为22mL/g以外，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
实施例16：
本实施例提供了一种废盐与多种固废综合利用的方法，所述方法除了将步骤（4）中化学活化液与电石渣的液固比降低为3mL/g以外，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
对比例1：
本对比例提供了一种废盐与多种固废综合利用的方法，所述方法除了去除步骤（2）对气化渣的机械活化处理以外，即直接对气化渣进行化学活化处理，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
对比例2：
本对比例提供了一种废盐与多种固废综合利用的方法，所述方法除了去除步骤（4）添加铝灰过程以外，即只利用电石渣对化学活化液进行聚合调控处理，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
对比例3：
本对比例提供了一种废盐与多种固废综合利用的方法，所述方法除了去除步骤（4）添加电石渣过程以外，即只利用铝灰对化学活化液进行聚合调控处理，其余条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
（一）将实施例1-16和对比例1-3所得铝铁系净水剂进行氧化铝含量和盐基度测试，测试方法按照GB/T 22627-2014进行，结果列于表1。
（二）将实施例1-16和对比例1-3所得硅酸钠进行模数测试，测试方法按照GB/T4209-2008进行，结果列于表1。
（三）将实施例1-16和对比例1-3所得碳粉进行烧失率测试，测试方法按照GB/T34231-2017进行，结果列于表1。
表1
由表1可以得出以下几点：
① 由实施例1-9可以看出，本发明提供的一种废盐与多种固废综合利用的方法，以废盐、气化渣、铝灰以及电石渣多种固废为原料，协同开发多种高附加值产品，均能制得氧化铝含量≥8.54wt%、盐基度57.52-95%的铝铁系净水剂，模数＞3.05的硅酸钠溶液，烧失率＞70.52%的碳粉；
② 将实施例1与实施例10-11进行对比，可以发现，实施例10中步骤（1）所述电解处理和合成处理得到的盐酸溶液的质量浓度为5wt%，低于本发明优选的8-26wt%，由于酸度过低，铝、铁、钙元素的浸出率低，化学活化效果差，导致铝铁系净水剂的氧化铝含量、硅酸钠的模数以及碳粉的烧失率大幅降低；实施例11中步骤（1）所述电解出来和合成处理得到的盐酸溶液的质量浓度为29wt%，高于本发明优选的8-26wt%，虽然硅酸钠溶液模数高、碳含量高，但由于酸度过高，聚合调控效果差，导致铝铁系净水剂的盐基度大幅降低，无法使用，产生酸废液；
③ 将实施例1与实施例12进行对比，可以发现，实施例12中步骤（2）所述机械活化气化渣的粒径为2mm，高于本发明优选的＜0.2mm，由于粒度过高，无法破坏其包裹结构，影响化学活化反应过程传质，化学活化效果差，导致铝铁系净水剂的氧化铝含量、硅酸钠的模数以及碳粉的烧失率大幅降低；
④ 将实施例1与实施例13-14进行对比，可以发现，实施例13中步骤（4）所述化学活化液与所述铝灰的液固比为18mL/g，高于本发明优选的6-12mL/g，由于铝源补充量过低，导致铝铁系净水剂的氧化铝含量＜6wt%；实施例14中步骤（4）所述化学活化液与所述铝灰的液固比为4mL/g，低于本发明优选的6-12mL/g，由于铝源补充量过高，而体系剩余酸度不足以与添加的铝灰完全反应，导致铝铁系净水剂的氧化铝含量无法进一步提高；
⑤ 将实施例1与实施例15-16进行对比，可以发现，实施例15中步骤（4）所述化学活化液与所述电石渣的液固比为22mL/g，高于本发明优选的8-16mL/g，由于碱源补充量过低，导致铝铁系净水剂的盐基度低于30%；实施例16中步骤（4）所述化学活化液与所述电石渣的液固比为3mL/g，低于本发明优选的8-16mL/g，由于碱源补充量过高，导致铝铁系净水剂的盐基度高于95%；
⑥ 将实施例1和对比例1进行对比，可以发现，由于对比例1未进行气化渣的机械活化处理，气化渣粒度过高，未破坏其包裹结构，影响化学活化反应过程传质，化学活化效果差，进而影响后续稀碱脱硅处理的效果，导致铝铁系净水剂的氧化铝含量、硅酸钠的模数、碳粉的烧失率分别降低为7.92wt%、1.25、42.62%；
⑦ 将实施例1和对比例2进行对比，可以发现，由于对比例2在聚合调控处理过程中未添加铝灰，即未进行铝源补充，导致铝铁系净水剂的氧化铝含量降低为2.07wt%，仅凭气化渣在化学活化处理过程中浸出的铝，无法制备得到氧化铝含量＞6%的铝铁系净水剂；
⑧ 将实施例1和对比例3进行对比，可以发现，由于对比例3在聚合调控处理过程中未添加电石渣，即未对化学活化液进行碱化，导致铝铁系净水剂的盐基度降低为15.11%，无法制备得到盐基度为30-95%的铝铁系净水剂。
由此可见，本发明提供的方法，基于成分互补原理，极大程度上实现了废盐、气化渣、含铝固废以及碱性固废大宗工业固废的综合利用，产品附加值高，过程零排放，符合低碳循环发展的经济理念，为不同化工行业的融合发展提供了新方法，具有较好的经济效益、环境效益及社会效益。
本发明通过上述实施例来说明本发明的产品和详细方法，但本发明并不局限于上述产品和详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述产品和详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明操作的等效替换及辅助操作的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (5)
1.一种废盐与多种固废综合利用的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）对废盐依次进行电解处理与合成处理，得到浓度为8-26wt%盐酸溶液和浓度为2-30wt%氢氧化钠溶液；
（2）对气化渣进行机械活化处理，得到粒径＜0.2mm的机械活化气化渣；
（3）利用步骤（1）得到的盐酸溶液对步骤（2）的机械活化气化渣进行化学活化处理，得到化学活化液和化学活化气化渣；
步骤（3）所述化学活化处理的温度为20-70℃；
步骤（3）所述化学活化处理的液固比为3-10mL/g；
步骤（3）所述化学活化处理的时间为15-180min；
（4）利用含铝固废和碱性固废对步骤（3）的化学活化液进行聚合调控处理，得到铝铁系净水剂；
步骤（4）所述聚合调控处理的终点pH为1.0-2.8；
步骤（4）所述聚合调控处理过程中，含铝固废的反应温度为20-90℃；
步骤（4）所述聚合调控处理过程中，含铝固废的反应时间为30-180min；
步骤（4）所述聚合调控处理过程中，碱性固废的反应温度为60-90℃；
步骤（4）所述聚合调控处理过程中，碱性固废的反应时间为60-240min；
步骤（4）所述聚合调控处理过程中，化学活化液与含铝固废的液固比为4-12mL/g；
步骤（4）所述聚合调控处理过程中，化学活化液与碱性固废的液固比为8-16mL/g；
（5）利用步骤（1）得到的氢氧化钠溶液对步骤（3）的化学活化气化渣进行稀碱脱硅处理，得到碳粉和硅酸钠；
步骤（5）所述的稀碱脱硅处理的液固比为3-10mL/g；
步骤（5）所述稀碱脱硅处理的温度为60-180℃；
步骤（5）所述稀碱脱硅处理的时间为60-240min；
所得铝铁系净水剂的氧化铝含量≥8.54wt%、盐基度57.52-95%；
所得硅酸钠的模数＞3.05；
所得碳粉的烧失率＞70.52%。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述废盐的主要成分包括氯化钠，所述电解处理过程中，氯化钠的浓度为160-360g/L。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述机械活化处理包括研磨。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4）所述含铝固废包括铝灰，所述碱性固废包括电石渣。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）首先，将废盐溶解成氯化钠浓度为160-360g/L的溶液；然后，对所得溶液依次进行电解处理与合成处理，并通过调整溶剂水的比例，得到浓度为8-26wt%的盐酸溶液和浓度为2-30wt%的氢氧化钠溶液；
（2）对气化渣进行机械活化处理，得到粒径＜0.2mm的机械活化气化渣；
（3）利用步骤（1）得到的盐酸溶液对步骤（2）的机械活化气化渣进行化学活化处理，所述化学活化处理的液固比为3-10mL/g，温度为20-70℃，时间为15-180min，得到化学活化液和化学活化气化渣；
（4）依次利用含铝固废和碱性固废对步骤（3）的化学活化液进行聚合调控处理，所述化学活化液与所述含铝固废的液固比为4-12mL/g，反应温度为20-90℃，反应时间为30-180min；所述化学活化液与所述碱性固废的液固比为8-16mL/g，反应温度为60-90℃，反应时间为60-240min；所述聚合调控处理的终点pH为1.0-2.8，得到铝铁系净水剂；
（5）利用步骤（1）得到的氢氧化钠溶液对步骤（3）的化学活化气化渣进行稀碱脱硅处理，所述稀碱脱硅处理的液固比为3-10mL/g，温度为60-180℃，时间为60-240min，得到碳粉和硅酸钠；
所得碳粉用于发电供步骤（1）电解处理与合成处理使用；
所得硅酸钠用于制备硅材料。
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