摘 要：氯化鋇尾渣是氯化鋇生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的一種化工廢料，該廢渣中含有鋇、氯離子等危害成分，如果不合理處理或處置會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染。另一方面，氯化鋇尾渣中也含有二氧化硅、三氧化二鋁和三氧化二鐵等組分，通過(guò)合理的資源化利用可以制備成用于建材生產(chǎn)的原料。本文從氯化鋇產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、氯化鋇尾渣資源化利用關(guān)鍵技術(shù)研究和提高氯化鋇尾渣資源化利用產(chǎn)品質(zhì)量的路徑分析等方面進(jìn)行了論述分析，為提高氯化鋇產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供了技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：氯化鋇，尾渣，質(zhì)量管理

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2024.17.045

0 引 言

工業(yè)氯化鋇是一種重要的化工原料，在化學(xué)工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、紡織工業(yè)、皮革工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用及市場(chǎng)前景[1]。氯化鋇尾渣作為化工行業(yè)中產(chǎn)生的一種有害工業(yè)廢棄物，其成分復(fù)雜、毒性高、難以處理。傳統(tǒng)的處理方法（如填埋、焚燒等）不僅不能徹底解決問(wèn)題，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。氯化鋇尾渣的處置還面臨著法規(guī)嚴(yán)格、成本高昂等挑戰(zhàn)，這使得氯化鋇尾渣的處置成了一個(gè)棘手的問(wèn)題。近年來(lái)，隨著大量工業(yè)氯化鋇產(chǎn)品的生產(chǎn)，產(chǎn)生了較大量的含鋇化工廢渣（每生產(chǎn)1噸氯化鋇，約產(chǎn)生0.4噸濾渣），本文中稱之為氯化鋇尾渣。氯化鋇尾渣如果得不到科學(xué)合理的管理和貯存，容易污染水源、土壤和大氣，如果得到有效處理加工后，可作為水泥、砂漿、蒸壓加氣混凝土砌塊、骨料等建筑材料的生產(chǎn)原料，不僅節(jié)約了資源還保護(hù)了環(huán)境，使化工廢物“化腐朽為神奇”，實(shí)現(xiàn)了高附加值利用。

1 氯化鋇產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

由于氯化鋇是一種環(huán)保的溶劑，我國(guó)生產(chǎn)氯化鋇的能力正在上升，且發(fā)展非常的迅猛。全球氯化鋇工業(yè)主要集中在美國(guó)、德國(guó)、中國(guó)、日本等國(guó)家，其中，以中國(guó)和日本為代表的亞洲市場(chǎng)氯化鋇產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的75%左右，是全球最大的氯化鋇產(chǎn)銷區(qū)域。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球氯化鋇產(chǎn)量為37.3萬(wàn)噸，產(chǎn)量同比增長(zhǎng)8.4%，全球產(chǎn)量約為40.3萬(wàn)噸，產(chǎn)量增幅為8.0%，中國(guó)是拉動(dòng)全球氯化鋇產(chǎn)業(yè)產(chǎn)量增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿?。目前，在我?guó)氯化鋇生產(chǎn)廠家主要集中在天津、河北、河南、四川、重慶、山東、陜西、浙江、江蘇等地。其中，規(guī)模較大的企業(yè)有渤海化工有限責(zé)任公司天津化工廠、山東信科環(huán)化有限公司、蘭溪大明化工廠、桓臺(tái)縣馬橋后金滑石粉廠。隨著氯化鋇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，近年來(lái)國(guó)家有關(guān)部門(mén)也逐步加大了對(duì)氯化鋇產(chǎn)業(yè)及上下游產(chǎn)業(yè)的質(zhì)量監(jiān)管力度，督促生產(chǎn)企業(yè)積極研究新工藝技術(shù)，提升產(chǎn)品質(zhì)量、減少污染物排放。

2 化工廢料氯化鋇尾渣再生利用關(guān)鍵技術(shù)研究

2.1 氯化鋇尾渣鹽酸法制備氯化鋇關(guān)鍵技術(shù)

氯化鋇尾渣鹽酸法制備氯化鋇主要技術(shù)原理是利用氯化鋇尾渣中的酸溶鋇（BaCO3）和水溶鋇、鹽酸進(jìn)行充分反應(yīng)，制得的氯化鋇溶液經(jīng)除鐵、中和、濃縮、結(jié)晶、烘干制得氯化鋇成品[2]。在該技術(shù)生產(chǎn)制取氯化鋇時(shí)，為了使氯化鋇尾渣中的BaCO3有充足的時(shí)間與鹽酸進(jìn)行反應(yīng)生成 BaCl2，通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，將酸化時(shí)間確定為2小時(shí)是比較科學(xué)合理的。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)制得的氯化鋇樣品各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)標(biāo)（如表1所示）。

2.2 氯化鋇尾渣制備硫酸鋇關(guān)鍵技術(shù)

將氯化鋇尾渣與水按一定比例混合在一定溫度下加入鹽酸（HCL）進(jìn)行酸化，酸化后進(jìn)行過(guò)濾，濾液經(jīng)水洗凈化制備成硫酸鋇。廢渣再進(jìn)行水洗后返回到酸浸罐，進(jìn)行酸化處理后實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用制得硫酸鋇，最終產(chǎn)生的少量雜質(zhì)交由有資質(zhì)的第三方進(jìn)行無(wú)害化處置。

2.3 氯化鋇尾渣制備硅質(zhì)摻和料關(guān)鍵技術(shù)

氯化鋇尾渣制備硅質(zhì)摻和料關(guān)鍵技術(shù)的主要工藝路線為：在反應(yīng)釜中加水、氯化鋇尾渣，開(kāi)動(dòng)攪拌，加入鹽酸并調(diào)pH值進(jìn)行酸化反應(yīng)，然后加入氫氧化鈣并調(diào)pH值，繼續(xù)攪拌后加入過(guò)量硫酸鈉，繼續(xù)反應(yīng)至取清液滴加高濃度硫酸鈉溶液無(wú)沉淀生成后，經(jīng)泵將料液打入板框壓濾機(jī)，濾液去蒸發(fā)工序進(jìn)行蒸發(fā)，濾渣在經(jīng)純水?dāng)嚢柘礈旌蟠蛉氚蹇驂簽V機(jī)，濾渣經(jīng)純水洗去殘留的氯化鈉后，濾渣主要成分變?yōu)槎趸?、三氧化二鋁（氧化鋁）及少量硫酸鋇的混合殘?jiān)?。將處理后的濾渣經(jīng)過(guò)粉磨、烘干、包裝等工序后制成用于水泥、砂漿、蒸壓加氣混凝土砌塊的硅質(zhì)摻和料。該工藝不僅保護(hù)了環(huán)境、節(jié)約了堆放氯化鋇尾渣占用的土地，還使得化工廢物實(shí)現(xiàn)了高價(jià)值利用。

2.4 水泥窯協(xié)同處置氯化鋇尾渣制備含鋇水泥關(guān)鍵技術(shù)

將氯化鋇尾渣與鈣質(zhì)原料、硅質(zhì)原料、鐵質(zhì)原料及鋁質(zhì)原料按比例配料，經(jīng)烘干、粉磨制成水泥生料，水泥生料經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢韬筮M(jìn)入水泥窯系統(tǒng)煅燒即得到含鋇的水泥熟料。含鋇的水泥熟料與石膏、混合材料按照比例配料，經(jīng)粉磨后即可制成含鋇水泥[3]。氯化鋇尾渣在水泥窯中的轉(zhuǎn)化機(jī)制是通過(guò)高溫條件下的化學(xué)反應(yīng)和堿性環(huán)境的中和作用實(shí)現(xiàn)的，轉(zhuǎn)化過(guò)程中不僅能夠有效去除尾渣中的有害物質(zhì)，還能將其轉(zhuǎn)化為對(duì)水泥產(chǎn)品有益的成分，實(shí)現(xiàn)了尾渣的資源化利用和環(huán)境保護(hù)的雙重目標(biāo)。

3 氯化鋇尾渣資源化利用質(zhì)量監(jiān)管典型案例

3.1 后金滑石粉廠：主持制定團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《氯化鋇尾渣制備硅質(zhì)摻和料》

山東淄博的桓臺(tái)縣馬橋后金滑石粉廠是一家氯化鋇及氯化鋇尾渣制備硅質(zhì)摻和料的企業(yè)。2023年，該企業(yè)為了引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，針對(duì)目前沒(méi)有氯化鋇尾渣制備硅質(zhì)摻和料方面的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)或團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀，聯(lián)合淄博市環(huán)境污染防控中心、淄博市建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境評(píng)審服務(wù)中心、淄博市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院、山東春滿園科技服務(wù)有限公司等單位聯(lián)合起草了團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《氯化鋇尾渣制備硅質(zhì)摻和料》，該標(biāo)準(zhǔn)已于2023年7月12日發(fā)布實(shí)施。該團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)對(duì)硅質(zhì)礦物摻合料的理化性能要求（如表2所示）作了詳細(xì)要求，最大限度地確保了產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性。同時(shí)，還規(guī)定了該標(biāo)準(zhǔn)適用于以氯化鋇尾渣制備硅質(zhì)礦物摻合料用作水泥、砂漿、蒸壓加氣混凝土砌塊等的原材料。考慮氯化鋇尾渣來(lái)源于化工行業(yè)，而其制成摻合料后應(yīng)用到建材中的特殊情況，該標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定了環(huán)境性能要求（如表3所示）和有害物質(zhì)浸出規(guī)定（如表4所示）。為了最大限度地確保該摻合料的使用安全，該標(biāo)準(zhǔn)還給出了“建材領(lǐng)域以硅質(zhì)礦物摻合料作添加劑時(shí)，摻加量應(yīng)不大于30%”的建議。

3.2 魯渝礦業(yè)：將氯化鋇渣制成硫酸鋇

重慶市魯渝礦業(yè)發(fā)展有限公司為了盤(pán)活城口縣巴山鎮(zhèn)豐富的礦產(chǎn)資源經(jīng)濟(jì)，積極研究并建設(shè)了工業(yè)氯化鋇及高純度氯化鋇項(xiàng)目。同時(shí)，為了合理利用氯化鋇生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的氯化鋇廢渣，通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)裝置，將氯化鋇廢渣中加入硫酸鈉，將鋇鹽轉(zhuǎn)化成無(wú)毒的硫酸鋇。主要工藝是往酸化工序的濾渣中加水打漿，再加入5%的Na2SO4，將渣中所含有的氯化鋇轉(zhuǎn)化成無(wú)毒的硫酸鋇，反應(yīng)式如下：Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl。硫酸鋇的用途廣泛，醫(yī)學(xué)上可以用作胃腸道造影劑、工業(yè)上可用作原料或填充劑、紡織上可以用作上漿劑、玻璃制品可以用作澄清劑。經(jīng)過(guò)無(wú)害化處理后的氯化鋇尾渣還可以替代傳統(tǒng)礦產(chǎn)原料用于制造砌塊、水泥等建材產(chǎn)品，真正實(shí)現(xiàn)氯化鋇尾渣的高附加值利用。

4 結(jié) 語(yǔ)

氯化鋇產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，必將產(chǎn)生大量的氯化鋇尾渣。這些尾渣如果得不到合理利用，長(zhǎng)期堆積不僅占用大量土地，還會(huì)給環(huán)境帶來(lái)污染。通過(guò)將氯化鋇尾渣進(jìn)行資源化利用制成氯化鋇、硫酸鋇、硅質(zhì)摻和料、含鋇水泥等產(chǎn)品，不僅消除了鋇渣對(duì)環(huán)境的污染，還能夠產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。所以，將氯化鋇尾渣進(jìn)行資源化利用必將成為新的發(fā)展趨勢(shì)。但是，在進(jìn)行資源化利用過(guò)程中，政府、行業(yè)協(xié)會(huì)等有關(guān)部門(mén)應(yīng)加大對(duì)廢棄物綜合利用產(chǎn)品及相關(guān)副產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)管和指導(dǎo)，讓生產(chǎn)企業(yè)及銷售企業(yè)加大對(duì)質(zhì)量控制的重視，確保不因?qū)U棄物的資源化利用產(chǎn)生新的環(huán)保和安全問(wèn)題。生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品，也必須符合相應(yīng)法律法規(guī)和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，這才是開(kāi)展廢棄物資源化利用的初衷所在，也才能真正符合“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”和“雙碳”目標(biāo)的發(fā)展精神。

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作者簡(jiǎn)介

田華，本科，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)化、質(zhì)量管理。

（責(zé)任編輯：袁文靜）