本發明屬于煤化工技術領域，具體來講，涉及一種基于煤化工中高濃鹽水的溶浸劑。
背景技術：
現代煤化工是指以煤為原料，采用新型、先進的化學加工技術，使煤轉化為氣體、液體、固體燃料或中間產品的過程，主要包括以煤氣化、液化、低溫熱解為龍頭生產合成天然氣、合成油、化工產品等的能源化工產業。隨著世界油氣資源的日益緊張，結合我國“缺油、少氣、煤炭資源相對豐富”的資源稟賦特點，煤化工在國內有著廣闊的發展前景。
煤化工行業的一大特點為耗水量大，要保證規模化的煤化工企業正常運行，保證2000t/h～3000t/h的用水量是必需的，除了大部分中水回用以外，一部分廢水的排放不可避免，環保成為影響煤化工行業發展的最大問題。
煤化工生產中產生的廢水為高濃度有機含鹽廢水，所含有機污染物包括酚類、多環芳香族化合物及含氮、氧、硫的雜環化合物等，CODCr(重鉻酸鹽指數，即采用重鉻酸鉀作為氧化劑測出的化學耗氧量)一般在4000mg/L～5000mg/L左右，氨氮含量為200mg/L～500mg/L；同時廢水中的含鹽量高，TDS通常為500mg/L～5000mg/L，甚至更高。目前處理煤化工廢水中有機物的技術主要為生化法，通過這些生化處理技術，廢水中的有機污染物實現很好的去除作用，使得廢水中的有機物濃度達到國家排放標準。經生化處理并水資源回收后剩余的濃水中主要包含NaCl、Na2SO4、以及微量其它鹽類，通常稱之為高濃鹽水。而對后續的高濃鹽水進行處理，成為實現煤化工廢水綜合利用亟待解決的問題，其是制約煤化工行業發展的關鍵技術。
關于煤化工高濃鹽水的處理技術，歸納起來有以下兩種：(1)蒸發塘技術，即自然蒸發技術，高濃鹽水通過管道輸送到蒸發塘，有效利用充足的太陽能，自然蒸發結晶，固體廢棄物按照國家的標準要求進行填埋；(2)強制蒸發脫鹽技術，即用加熱的方法使高鹽廢水中的部分水汽化并去除，以提高溶液的濃度，為鹽類析出創造條件。但是上述現有處理方法卻存在如下缺點：(1)蒸發塘技術適用于地域遼闊、氣候干燥、降水量小、蒸發量大、太陽能充足的西北地區，在蒸發過程中，一部分污染物會進入大氣，造成污染；蒸發塘的運行模式不恰當，高濃鹽水蒸發不掉，蒸發塘面積和容積偏小，蒸發塘不斷擴建，最終蒸發塘變成污水庫，目前正在運行的蒸發塘建設模式一般都是按污水庫模式進行建設，沒有分級，過少的分級不利于充分利用較低濃度鹽水蒸發速度快的優點，因而降低蒸發塘總體蒸發速率；過多的分級不僅增加筑壩工程量，也不能明顯提高蒸發速率；同時，蒸發塘運行存在多重環境隱患，包括蒸發塘接納的高濃鹽水中含有重金屬、有機污染物等，對地下水有潛在的污染。蒸發塘作為大量廢水的集中儲存設施，存在有機污染物揮發、潰壩等風險；(2)強制蒸發脫鹽技術的運行狀況不理想，一方面原因是蒸發器傳熱面的結垢問題沒有很好解決，高濃鹽水的成分千差萬別，是蒸發器結垢問題難以解決的重要原因之一；同時高濃鹽水還會在蒸發器內產生泡沫和具有極強的腐蝕性，影響蒸發裝置的連續、穩定運行；另一方面，采用蒸發脫鹽析出的固體都是同時包含多種鹽類的混鹽，組分復雜，純度低，有害物質濃度高，無法在工業上重新使用，需將混鹽直接廢棄、或交于危廢處理機構以每噸3000～5000元的價格進行專業處理，這樣不僅提高了環保壓力，也大大增加了高鹽廢水的處理成本。
雖然目前有一些研究報道了對煤化工高濃鹽水進行回收處理的方法，但基本是基于強制蒸發技術進行的，蒸發能耗和設備投資成本仍然巨大。總體來講，采用現有的工藝技術，煤化工高鹽廢水若實施廢水“零排放”方案，污水處理及回用裝置需在原有基礎上，增加投資5億元以上，采用蒸發塘技術較強制蒸發結晶投資低1億元左右。另外，蒸發產生的結晶固體，需作為危險固廢進行安全填埋處理，要求配套建設高投資的危險固廢填埋場。此外，還需配套建設大容積的廢水暫存池，而廢水暫存池的容量一般需要幾十萬甚至近百萬立方米，投資上億元。
技術實現要素：
為解決上述現有技術存在的問題，本發明提供了一種基于煤化工中高濃鹽水的溶浸劑，該溶浸劑通過與鹽湖溶采及鉀肥生產工藝相結合，實現了煤化工中高濃鹽水的資源化綜合利用。
為了達到上述發明目的，本發明采用了如下的技術方案：
一種基于煤化工中高濃鹽水的溶浸劑，包括按照質量比為a:1-a:2～6混合的高濃鹽水、淡水或半咸水、老鹵，0＜a≤0.1；其中，在所述溶浸劑中，MgCl2的質量百分數為20％～26％，NaCl的質量百分數為0.8％～1.4％，KCl的質量百分數不超過0.8％。
進一步地，所述溶浸劑為光鹵石礦床溶浸劑。
本發明通過將煤化工中產生的廢水—高濃鹽水與鹽湖溶采及鉀肥生產工藝相結合，直接用于配制鹽湖資源開發溶浸劑，用以溶浸開采鹽湖固體光鹵石鉀鹽礦床，以得到光鹵石飽和鹵水，進而經鹽田灘曬獲得低鈉光鹵石并進一步生產得到工業級KCl產品，實現了煤化工中高濃鹽水的資源化利用。根據本發明的溶浸劑一方面減少了原有鹽湖溶采中淡水消耗量，為煤化工中高濃鹽水的綜合利用提供了一條切實可行的工藝路線；另一方面考慮鹽湖資源特征污染物基體值很高，高濃鹽水特征污染物濃度低于鹽湖鹵水濃度，并且高濃鹽水在所述溶浸劑中比例較低，從而引入的高濃鹽水污染物量相對于鹽湖資源污染物量微乎其微，對鹽湖資源的開發利用和整體環境基本不產生影響，環保優勢明顯；與此同時，通過柔性調節高濃鹽水及其他原料的比例，使得獲得的溶浸劑始終處于平衡狀態，進一步消除了高濃鹽水對鹽湖環境的影響。另外，根據本發明的溶浸劑通過在配制過程中控制其中各原料配比，利用高濃鹽水中的大量NaCl成分，保證溶采所需的溶浸劑中NaCl處于飽和狀態，繼而在溶浸開采鹽湖固體光鹵石鉀鹽礦床時，礦床中的NaCl骨架不被溶浸劑破壞，同時保證了溶采后獲得的光鹵石飽和鹵水中NaCl保持低含量，為鹽田灘曬時獲得低鈉光鹵石提供原料基礎；在鹽田灘曬過程中，以水鹽體系相圖為理論指導，通過理論計算，精確控制光鹵石析出節點，保證鉀鹽析出率的同時，提高了低鈉光鹵石的品位。
附圖說明
通過結合附圖進行的以下描述，本發明的實施例的上述和其它方面、特點和優點將變得更加清楚，附圖中：
圖1是根據本發明的實施例的基于煤化工中高濃鹽水的溶浸劑的應用的工藝流程圖。
具體實施方式
以下，將參照附圖來詳細描述本發明的實施例。然而，可以以許多不同的形式來實施本發明，并且本發明不應該被解釋為限制于這里闡述的具體實施例。相反，提供這些實施例是為了解釋本發明的原理及其實際應用，從而使本領域的其他技術人員能夠理解本發明的各種實施例和適合于特定預期應用的各種修改。
本實施例提供了一種基于煤化工中高濃鹽水的溶浸劑，其包括按照質量比為a:1-a:2～6(0＜a≤0.1)混合的高濃鹽水、淡水或半咸水、老鹵；其中，在該溶浸劑中，MgCl2的質量百分數為20％～26％，NaCl的質量百分數為0.8％～1.4％，KCl的質量百分數不超過0.8％。
具體地，該溶浸劑為一種光鹵石礦床溶浸劑。
煤化工中產生的高濃鹽水中TDS(即總溶解固體)濃度(以質量百分數表示，以下同理)為0.2％～9％，其鹽類組分主要為0.19％～8.85％的NaCl和0.003％～0.45％的Na2SO4，其余鹽分可忽略不計，可近似認為是NaCl的半咸水或咸水，其性質及組分與鹽湖資源開發中所使用的半咸水相似。
此處，半咸水是指鹽湖礦區周邊的一種水資源，其TDS濃度為0.1％～0.5％，鹽類組分主要為NaCl、Na2SO4、MgCl2等，其中NaCl濃度為0.05％～0.3％，Na2SO4濃度為0.02％～0.2％，MgCl2濃度為0.01％～0.1％，可替代淡水，用于溶浸劑的配制。
此處所述老鹵即指在鉀肥生產工藝中獲得的氯化鎂飽和或近飽和溶液，且原始鹵水不限于氯化物型鹽湖鹵水、硫酸鎂亞型鹽湖鹵水或硫酸鈉亞型鹽湖鹵水；具體氯化物型鹽湖鹵水、硫酸鎂亞型鹽湖鹵水、硫酸鈉亞型鹽湖鹵水的組分含量參照《鹵水和鹽的分析方法(第二版)》(中國科學院青海鹽湖研究所分析室.鹵水和鹽的分析方法(第二版)[M].北京:科學出版社,1988:3-9)中所述。
一般地，將高濃鹽水、淡水或半咸水、老鹵按照質量比為a:1-a:2～6(0＜a≤0.1)進行混合，即可獲得上述溶浸劑。
在該溶浸劑中，NaCl已接近飽和狀態，如此即可保證將該溶浸劑應用于溶劑開采鹽湖固體光鹵石鉀鹽礦床時，礦床中的NaCl骨架不被溶浸劑破壞，同時保證了溶采后獲得的光鹵石飽和鹵水中NaCl保持低含量，為鹽田灘曬時獲得低鈉光鹵石提供原料基礎。
在將本實施例的溶浸劑應用于鹽湖溶采及鉀肥生產工藝中時，具體參照圖1，包括下述步驟：
步驟S1：提供溶浸劑。
步驟S2：溶浸開采鹽湖固體光鹵石鉀鹽礦床。
將上述獲得的溶浸劑溶浸開采鹽湖固體光鹵石鉀鹽礦床，獲得光鹵石飽和鹵水；在光鹵石飽和鹵水中，MgCl2的質量百分數為26％～30％，NaCl的質量百分數為0.8％～1.7％，KCl的質量百分數為1％～3％。
步驟S3：鹽田灘曬光鹵石飽和鹵水。
將光鹵石飽和鹵水進行鹽田灘曬，獲得低鈉光鹵石；在低鈉光鹵石中，KCl的質量百分數為15％～18％，NaCl的質量百分數為5％～10％，MgCl2的質量百分數為20％～26％。
在鹽田灘曬過程中，可以以水鹽體系相圖為理論指導，通過理論計算，精確控制光鹵石析出節點，保證鉀鹽析出率的同時，提高了低鈉光鹵石的品位。
在鹽田灘曬過程中，待低鈉光鹵石析出后，還獲得灘曬母液，所述灘曬母液其實質也是老鹵，其組分與用于配制溶浸劑的老鹵組分相近，因此可將其并入配制溶浸劑的老鹵中，重新用于溶浸劑的配制，以實現循環利用。
步驟S4：制取KCl。
將低鈉光鹵石進行冷分解-浮選處理，獲得KCl；如此，獲得的KCl可滿足工業國家Ⅰ類一等品標準。
根據本實施例的基于煤化工中高濃鹽水的溶浸劑將高濃鹽水與鹽湖溶采及鉀肥生產工藝相結合，直接用于配制鹽湖資源開發溶浸劑，用于溶浸開采鹽湖固體光鹵石鉀鹽礦床，以得到光鹵石飽和鹵水，進而進一步生產得到工業級KCl產品，實現了煤化工中高濃鹽水的資源化利用。該溶浸劑一方面減少了原有鹽湖溶采中淡水消耗量，也減少了現有高濃鹽水處理中固體廢物填埋費用投資，經濟效益巨大，為煤化工中高濃鹽水的綜合利用和煤化工行業發展提供了一條切實可行的資源化工藝路線，促進了煤化工和鹽湖化工的結合；另一方面在配制溶浸劑時，所需的高濃鹽水比例較低，對現階段鹽湖固體鉀鹽的開發工藝不產生影響，且后續所采用的工藝技術均為鹽湖生產中現有的成熟技術，不存在操作風險。與此同時，根據本實施例的溶浸劑在配制過程中無需增添任何設備，不產生能耗。
雖然已經參照特定實施例示出并描述了本發明，但是本領域的技術人員將理解：在不脫離由權利要求及其等同物限定的本發明的精神和范圍的情況下，可在此進行形式和細節上的各種變化。