При получении кальцинированной соды используют аммиак, поваренную соль, известковое молоко (метод Сольвэ). Этот химический продукт широко применяется в народном хозяйстве. К сожалению, в процессе его производства воздух загрязняется оксидами углерода и аммиаком. Использующие сернистый мазут в качестве топлива энергетические установки, выделяют в атмосферу большое количество сернистого газа, а известково-обжиговые печи служат источником загрязнения окружающей среды оксидами кальция и углерода. Последний этап производства сопряжен с выбрасыванием в атмосферу пыли кальцинированной соды.
Твердые отходы содового производства состоят из шлама рассолоочистки, шлама дистилляции, отходов гашения извести и известковой пыли, отходов производства извести и гидратированной извести.
При производстве на содовых заводах образуется дистиллерная жидкость, содержащая сухой остаток. Отходы (при хранении они обезвоживаются) складируются в специальных шламонакопителях (белых морях), занимающих большие площади.
Каждый содовый завод отчуждает 3-4 гектара земли ежегодно. Суммарное производство отходов содовой промышленности составляет 200 млн. м3/год.
Таким образом, земля изымается из сельскохозяйственного пользования, а легкорастворимые соединения из отходов содовых заводов значительно загрязняют подземные и поверхностные воды, увеличивают минерализацию почвы в близлежащих районах, что дает отрицательный экологический эффект, негативно сказывается на здоровье и качестве жизни населения.
Одним из способов уменьшения воздействия содовых производств на среду является смена технологического процесса. При использовании вместо хлорида натрия нитрата натрия, из отходов производства можно получать содово-аммиачную селитру, которая затем может использоваться для нужд сельского хозяйства. Однако и здесь есть большой минус: необходимость использования дорогостоящего и коррозионно-стойкого оборудования в большой мере удорожает производство, что не способствует рентабельности.
Практика доказала эффективность утилизации дистиллерных шламов содовых производств при использовании их в качестве сырья для изготовления бесцементных вяжущих материалов.
В твердом остатке дистиллерной жидкости можно обнаружить оксиды – части соединений силикатных систем. Обладание ими вяжущими свойствами дает возможность получать вяжущие материалы на основе данных отходов производства соды. При этом недостаток в составе дистиллерного шлама кремнеземистого компонента можно компенсировать кварцевым песком.
Существует ряд технологий получения вяжущих материалов из дистиллерных шламов содовых производств. По одной из них, более простой, дистиллерный шлам 25 – 30% влажности экскаватором отбирают из шламонакопителя, высушивают и затем измельчают вместе с кварцевым песком в шаровой мельнице. Получается бесклинкерный вяжущий материал, но изделия на его основе невысокой прочности.
Обеспечение стабильных показателей прочности осложнено в основном непостоянством состава дистиллерного шлама. И только при обжиге сырья при 800 – 1050°С можно добиться прочности затвердевшего камня. В кратком изложении технологический процесс представляет следующие последовательности. Перед обжигом дистиллерный шлам для снижения влажности перемешивают с высушенным шламом. На втором этапе массу гранулируют, опудривают пылью из электрофильтров установок пылеочистки и высушивают при 200 – 300°С теплом отходящих газов обжиговых печей. Высушенное сырье (гранулы) 20 минут обжигают при 800 – 900°С, затем охлаждают и, перемешав с песком и гипсом, измельчают, в результате получая готовый продукт.
Перспективное направление утилизации дистиллерных шламов содового производства – их использование для замены цемента при производстве тампонажных материалов, для производства асфальтобетонов.
Имеет большое будущее метод комплексной переработки нефелинов. Сода, изготавливаемая по этой технологии обладает в 1,5 раза большей насыпной массой по сравнению с полученной по методу Сольвэ. Глинозем также может быть использован для получения алюминия. То есть очевиден переход на прогрессивную безотходную технологию производства кальцинированной соды.