聚焦废盐，探索绿色低碳发展之道

充分发挥物品的潜能，是对资源的极致化利用。但在现实生活里，资源的利用程度离这一理想状态尚有距离，其中，废盐的处理问题，长期以来一直是科学界及化工、冶金及新材料制备等行业面临的棘手难题。

“我国每年硫酸钠、氯化钠等废盐的产生量高达2000万吨。”如何高效地利用这些废盐，成为张洋科研工作的核心任务。

废盐中包含有机物、重金属等污染物，常规处理方式主要是粗放的堆存和填埋。若是没有有效的处理手段，不仅会浪费其中的有价元素，有机物和重金属还可能对环境造成污染。鉴于此，张洋所在的中国科学院过程工程研究所开展了针对性的资源化利用研究。

坚持不懈，金石亦可镂。他们依托多元水盐体系相平衡规律的研究，掌握了复杂溶液体系离子形态的调控规律，成功突破了钠基废盐制纯碱的技术难关，并实现了工业化生产，研发出了硫酸钠/氯化钠高盐废水及废盐直接制备纯碱或小苏打的新技术，且技术的减碳作用十分突出。

由于传统的废水零排放制硫酸钠过程无碳减排途径，因此本技术的碳减排量的计算方法为：传统技术的碳排放量与本技术自身的碳减排量之和。

以四川省洪雅县青工科技有限公司钙芒硝矿废弃物资源化处理及生态环境保护项目为例，运用该技术生产1吨小苏打需要0.85吨的硫酸钠，与传统技术相比，生产每吨小苏打的二氧化碳碳减排量为0.170吨。如项目年产10万吨小苏打，年二氧化碳减排量就为17000吨，其减碳效果，不言而喻。

突破路径——创新

中国已明确提出，2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和的目标，彰显了我们在环境保护方面的决心和态度。为实现这一目标，技术创新显得尤为重要。因此，废盐的处理也在张洋等科研人员的努力下，踏上了创新应用的新征程。

尽管如此，现有的填埋法、高温氧化法、盐洗法等技术仍存在成本高、附加值低、应用领域有限等问题。因此，张洋的目标是降低工业废弃物处理成本，实现资源的再次利用，“唯有如此，才能真正解决废盐带来的诸多问题。”张洋如是说，亦如是行。

深知了解是创新的基础，张洋带领的研发团队对废盐资源化利用的现状进行了深入的调查与分析。

目前，废盐资源化处理通常采用有机物热解 - 分盐结晶的方法制备氯化钠和硫酸钠副产品。氯化钠理论上可以大规模消纳，离子膜烧碱和纯碱行业均以氯化钠为原料，但硫酸钠目前主要用于制备硫化碱或作为洗涤剂、印染等行业的添加剂，年消纳量不足300万吨，远远无法满足近千万吨副产硫酸钠的处理需求。

张洋团队深知，硫酸钠废盐资源化的关键在于将其转化为纯碱或小苏打，复分解法是制备碳酸钠（或小苏打）的理想方法，但硫酸钠的单程转化率低，无论是采用蒸发结晶还是冷却结晶，都无法得到硫酸铵产品，只能制得硫酸钠与硫酸铵的复盐或混合物，硫酸铵纯度低，无法有效利用。

其实，百年来，硫酸钠制纯碱的工业技术探索从未停止，但始终未能取得突破。硫酸钠制纯碱关键技术的突破也是我国化学工业的奠基人侯德榜的未了心愿。针对硫酸钠制纯碱转化率低、联产的硫酸铵产品纯度低等技术瓶颈，张洋团队选择了新的研究方向，基于多元水盐体系相平衡规律的研究，成功研发了硫酸钠短流程制备纯碱联产硫酸铵的新技术。该技术将传统工艺的五步简化为三步，省去了低温冷冻和高温蒸氨的环节，能源消耗降低了30%至40%。

这是一项突破瓶颈的创新技术，不仅解决了高盐废水或废盐的问题，为大宗硫酸钠固废的资源化利用找到出路，同时实现二氧化碳的减排和利用，助力相应行业高质量发展。

众所周知，工业高盐废水的成分复杂，通常含有硫酸钠、氯化钠等混合组分，传统处理技术如纳滤分盐或分质结晶工艺，不仅投入大、生产成本高，副产盐的消纳渠道也有限，成为制约企业发展的难题。

“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。”在掌握硫酸钠制纯碱技术的基础上，张洋团队又攻克了含钠、钾、硫酸根、氯、有机物等复杂废盐/废水的全组分资源化利用关键技术，研发出了硫酸钠/氯化钠等混盐无需分盐直接制备纯碱的技术，大幅降低了生产成本。目前，该技术已在有色冶金等行业成功应用，并申请了中国发明专利40余件。

“技术突破固然令人振奋，但转化应用才是我们的最终目标。”张洋团队将成果转化为现实生产力。

转化之路——应用

所有的积累与探索，都是为了最终的应用。张洋团队研发的硫酸钠制纯碱技术在2020年9月于辽宁葫芦岛建成了日处理700立方米硫酸钠废水（3万吨/年硫酸钠）的示范工程，装置一次开车成功并实现了连续稳定运行。该项目的年产纯碱2.5万吨，硫酸铵4万吨，实现了副产硫酸钠资源的高值转化。

数据是技术最好的证明。运用该技术后，将硫酸铵产值计入成本，每吨纯碱的车间成本约为1400元，与氯化钠联合制碱生产成本相当。2023年以来，该技术成功推广的年产10万吨小苏打项目、年处理24万立方米工业高盐水深度资源化项目及10万吨钠基废盐资源化制小苏打项目（一期3万吨/年）相继投产运行。此外，还有多套5万至20万吨级硫酸钠制纯碱工程正在建设中。

按年产生1000万吨硫酸钠废盐计算，目前本技术已投产项目年处理废盐20万吨，占据总量的2%，预期市场推广总量年处理废盐150万吨，占据总量的15%。

资源再利用，是未来产业的发展方向。其意义在于最大限度地减少资源和能源的消耗，实现物尽其用，不仅能最大限度地减少废物产量，还能实现废物资源的最大回收和综合利用，在获得经济效益的同时，保护环境。“一举多得。”这既是张洋对固废资源化的态度，也是他科研探索的目标。

胸怀壮志，心怀理想，即使前路坎坷，也阻挡不了张洋开拓进取的决心。未来，他将继续用更多的成果，将废盐等固废转化为高值产品，并以此助力中国经济和事业环保的发展。（记中国科学院过程工程研究所张洋）