工業固體廢物
[拼音]：zhiyan jishushi
[英文]：history of salt manufacture technology
鹽是人類生存的必需品。人類採集和產製鹽的歷史很悠久，最初是採集海灘上自然結晶的鹽花、鹽湖中的天然滷水和石鹽以及露出地面的鹽泉和岩鹽，進而發展到用人工產製。據文字記載，中國在距今5000多年前已利用海水製鹽，4000多年前已生產湖鹽，2000多年前已鑿井汲取地下天然滷水製鹽。海鹽的生產，先是刮取鹹土，淋滷煎鹽，逐步改為鹽田晒制。湖鹽有的是直接採撈，有的利用鹽湖滷水晒制。井礦鹽的生產，鑿井由淺到深，開採天然滷水由提撈法逐步發展為自噴井法、氣舉法和利用深井潛滷泵；岩鹽先是直接採出(旱採)，後來大部分用鑽井水溶法開採（水採）；滷水成鹽由圓鍋、平鍋煎煮發展為真空蒸發和熱壓蒸發。各種鹽的產製都經歷了一個由手工操作的小生產到機械化、現代化大生產的發展過程。
海鹽生產技術史
中國的海鹽生產技術史大體可分4個階段。
（1）唐宋以前為淋滷煎鹽。最初是直接刮取海濱鹹土，淋制滷水。後來逐步發展到在海濱開闢灘場，將草木灰或泥、砂等平鋪於場面，引海水浸潤、澆灑，經風吹日晒，使大量鹽分附著在草木灰和泥、砂上；然後收集挑入坑中，以海水衝淋，鹽溶於水，經坑底滷管流入滷缸；接著再將坑內灰砂起出，鋪開、澆灑、晾晒如前。所得滷水用蓮子測試濃度：蓮子下沉的為淡滷，浮而直立的為半淡滷，浮而橫臥的為濃滷，原理和現代的比重計相同。由滷成鹽，全用煎法。煎鹽工具，漢代用“牢盆”，唐、宋時改用鹽盤。盤有兩種：一為鐵盤，重數千斤，由若干塊鐵板拼成，合縫處用滷水合泥嵌實；一為竹盤，用竹篾編成，上下塗以蠣灰。鹽盤直徑約1丈，深約1尺，平置灶上；灶有7眼、8眼到12眼、13眼，由灶戶共同煎煮。明神宗萬曆年間(1573～1619)，煎鹽逐漸改用小而薄的鍋、，由灶戶分散煎制。
（2）宋元之際，福建實行淋滷晒鹽，即將淋出的濃滷放入淺池中，日晒結晶成鹽，大省柴薪。後逐步發展為以磚石砌晒池，或用陶片平鋪池底，以提高鹽質，減少滲漏，謂之坎晒。到元成宗大德五年(1301)，福建鹽運司所轄10個鹽場，已有6個採用此法。其後廣東的晒，浙江南部的坦晒，均與此近似。
（3）元世祖至元二十九年(1292)，長蘆鹽區（包括今河北、天津產鹽區）始有晒鹽。當地鹽戶根據福建的經驗，結合本地區蒸發量大、降雨量小的氣候特點，開始直接用海水晒滷、晒鹽。最初修築的鹽池，分大、中、小3段。先引海水入大段，隔數日放入中段，最後放入小段，10余天後結晶成鹽。後來逐漸發展為在近海灘塗上修築多級有落差的蒸發池，將海水戽入最高一級，一面逐漸流下，一面蒸發濃縮，形成濃滷後，再放入結晶池晒鹽。明嘉靖元年(1522)以後，在全區推廣。幾乎與此同時，江蘇淮北鹽區也在推行晒鹽。明嘉靖八年(1529)，淮北五場全用晒鹽。
以上3個階段，並非截然分開。淮南到清末還是淋滷煎鹽，浙江鹽區到20世紀50年代中期還是淋滷晒鹽。其生產操作，到20世紀20年代以後，除少數鹽場逐步採用了柴油機、電動機帶動水泵汲揚海水外，其他都是手工勞動。
（4）中華人民共和國建立後，海鹽生產逐步向機械化大生產發展。一方面改造了原有分散的小鹽場，同時新建了一批揚水、制滷、結晶、產品堆存相對集中的大中型鹽場；將過去母液（苦鹵）迴圈使用和淺晒，勤扒的舊工藝，改為新滷、深滷、適當長期結晶的新工藝；推行塑料薄膜苫蓋結晶池，也利於穩產、高產和長期結晶；許多鹽場的修灘、揚水、收鹽、集運、裝卸等環節，實現了半機械化和機械化（見海鹽）。
世界其他國家的海鹽生產，以地中海沿岸的腓尼基人為最早。公元前7世紀，A.馬蒂烏斯在俄斯蒂亞(Ostia)附近建立了第一個鹽場。公元前3世紀，葡萄牙在塞太布林（Setubal）建立了有名的海鹽場。希臘、埃及、印度生產海鹽的歷史也很悠久。生產方法，有的用含鹽植物燒成灰，摻入海水，煎製成滷，用澄清後的濃滷煎鹽;有的刮泥、淋滷、煎鹽;有的將海水放入鹽池，晒乾成鹽。經過幾個世紀的實踐，逐步形成分段蒸發、結晶的鹽田體系，操作仍用手工。隨著產業革命的展開，海鹽生產逐步向機械化過渡。1868年以後，美國加利福尼亞州舊金山灣沿岸大規模晒制海鹽。其中以萊斯里鹽場 (Leslie Salt Co.)最具有代表性，該場鹽田分大蒸發池、中間池、結晶池3大段，揚水用風車或汽油機、電動機帶動的水車或水泵，收鹽用人工和皮帶輸送機，並用輕便火車集運到坨地粉碎、洗滌。進入20世紀後，逐步向集中揚水、集中制滷、集中結晶、產品集中堆坨和全面機械化發展。1954年墨西哥在下加利福尼亞半島的太平洋沿岸建設黑勇士鹽場（Guerrero-Negro），1967年澳大利亞在西北海岸建設丹皮爾鹽場(DampiesSalt Ltd.)。由於當地氣候乾燥，利於晒鹽，到70年代，生產能力已分別達到650萬噸和340萬噸，成為世界上第一和第二大海鹽場。兩鹽場的結晶池以堅實的、厚15～60cm的鹽層作池板，採用大型的收鹽機組和先進的洗鹽裝置，嚴格控制鹽田滷水中各種生物群落的生態平衡，以利於增加產量，提高鹽質。產鹽含氯化鈉97％以上，含水不溶性雜質0.02％以下，使海鹽生產技術提到一個新的水平。日本海鹽生產，由於自然條件所限，歷史上長期是鋪砂、吸鹹、淋滷、煎鹽。1945年後才逐步改為在鹽田內鋪一層極薄的細砂，海水從砂粒間曲折緩慢流下，濃縮成滷，並由煎鹽過渡到晒鹽。到1972年，日本已全面採用離子交換膜電滲析法制滷，真空蒸發製鹽（見海鹽）。
井礦鹽生產技術史
井礦鹽的生產技術包括鑽井汲滷、岩鹽旱採和蒸發製鹽等技術。
鑽井汲滷技術
中國古代鑽井汲滷技術的發展，可分為兩個階段。
（1）挖掘淺井，吸滷煎鹽。戰國末期，秦國蜀郡守李冰於公元前256～前251年在今四川省雙流、成都、華陽一帶，開鑿鹽井，汲滷煎鹽。此後至北宋中期，都是人工挖鑿的“大口淺井”，井壁一般沒有保護，用桶或牛皮囊提滷。成都羊子山出土的東漢畫像磚上，清晰地描繪了當時井鹽生產的全貌。著名的四川仁壽縣陵井，相傳為東漢張道陵(?～156)所開，是大口井的代表，唐時“縱廣三十丈，深八十丈”；井身上土下石，石之上，以柏木圍護井壁，防止坍塌；以大牛皮囊盛取滷水，井側設大盤車提升。在這期間，西漢宣帝地節三年(公元前67)前後，四川省臨邛縣出現了世界最早的天然氣井──臨邛火井，可用井火煮滷水成鹽。
（2）出現“卓筒井”，進入小口深井階段。北宋慶曆(1041～1048)、皇祐(1049～1054)年間，川南地區出現了卓筒井。它的主要特點是：首次使用鑽頭（“圜刃”銼）鑿井，鑽頭前端為“一”字型橫刃，採用衝擊式頓鑽法舂碎岩石；注水或利用地下水，用竹筒將岩屑和水汲出；井口如碗大，井身直如筒，深數十丈，用大楠竹去節，首尾套接，外纏麻繩，塗以油灰，下至井內作套管，防止井壁塌陷和淡水浸入；用小竹作汲滷筒，筒底系熟皮作啟閉閥門，一筒可汲滷數鬥；井上豎大木架，用轆轤、車盤提取滷水。卓筒井的出現，表明中國當時已經掌握了深井鑽鑿的基本工藝。由明到清，鑿井技術進一步發展，逐漸形成一套完整的鑿井工序，有了大量專用的工具。鑿井工序是:開井口，以達到岩石層為止；下石圈，將“方二、三尺，中穿圓徑八、九寸或一尺二寸”的石圈，重疊砌在岩石上，與地面齊平；鑿大口，用大型鑽頭經石圈圓孔向下搗鑿，以到達堅巖且無淡水滲出為止；下木竹，將木製或竹製的套管下至井內；鑿小口，用小型鑽頭經套管繼續銼鑿，直到發現滷水、岩鹽或天然氣。相應的鑿井工具，有可以鑽鑿不同口徑、不同井段的鑽頭(銼)，有結構簡單、精巧實用的多種打撈落井物件，以及處理井崩、井漏事故的工具。這些都說明當時的鑽井技術已發展到手工生產的成熟時期，鑽井深度也逐漸增加。四川自貢鹽區在清道光十五年(1835)鑽成世界第一口超千米深井──燊海井；道光三十年(1850)前後鑽成被稱為“火井王”的天然氣井──磨子井；光緒十八年(1892)鑽成第一口岩鹽井，注水溶解岩鹽，再汲滷製鹽，是為鑽井水溶開採法的雛形。自貢鹽區還於1895年首創岩鹽礦床自然連通開採工藝。
20世紀20年代以來，逐漸改用蒸汽、電力作動力，採用新式的頓鑽和旋轉鑽；特別是中華人民共和國建立後，積極引進西方先進的鑽井、採滷技術，到80年代初期，主要產區都實現了機械化，徹底改變了鹽區面貌。
世界其他國家，最初也是利用地表和淺坑中的天然滷水製鹽。受中國鑽井技術的啟發，歐洲在12世紀初成功地鑽出了第一批自流井。隨著產業革命的發展，1759年，法國羅塞夫斯(Roseives)出現深112m的鹽井，用蒸汽機帶動水泵汲滷。1806年，美國拉夫納兄弟在西弗吉尼亞州的卡納瓦郡(Kanawha county)，用人工掘出了著名的先鋒井，深3m多；1808年，他們改用鏟形鑽頭和衝擊式頓鑽法，將舊井加深到18m，並用木質套管保護井壁。1831年，卡納瓦郡的B.莫里斯發明鑽桿與鑽頭之間的聯接、緩衝裝置──活環（jar），類似中國鑽井工具中的“轉槽子”，使西方近代的頓鑽法基本臻於完善。到1838年，卡納瓦郡的120口鹽井，平均深度為115m，用硬木或銅作套管；1845年最深的井達到518m。1901年採用旋轉鑽，用電動機帶動。1925年紐約州塞拉古斯(Syracuse)地區鑽井最深達到670m。20世紀30年代，蘇聯首先使用渦輪鑽，迅速提高了鑽井深度和效率。汲滷方面，初期都用水泵，隨著井身加深，到20世紀40年代，美國改用多級潛滷泵，可將幾千米深的天然滷水汲到地面。對地下的岩鹽礦床，俄國在17世紀開始採用坑道峒室水溶開採法，間斷地或連續地把淡水注入坑道，溶解鹽層，獲得滷水。1888年，美國塞拉古斯地區創單井對流水溶開採法（見井礦鹽），投資少，可開採埋藏較深（3000m左右）的岩鹽。20世紀30年代以後推廣到世界主要岩鹽生產國，但回採率低(10～20％)。1943年，美國N.E.特朗普提出氣墊水溶開採。1946年蘇聯實行油墊水溶開採（見井礦鹽），提高了回採率(達30％以上)和滷水濃度（300g/l以上），得到廣泛應用。1950年，美國地質學家M.W.普倫提出，將油田的水力壓裂技術引用於開採岩鹽。採用水力壓裂，使溶腔通連，一井注水，另一井或多井出滷，形成井組生產，進一步提高了產滷能力。50年代中期以後迅速推廣。70年代以來逐步向自動化方向發展。聯邦德國的油墊法水溶開採，對淡水滷水壓力、流量、溫度、濃度及水泵閥門的啟閉，統由中央控制室操作，達到了遙測、 遙訊、 遙控。美國、加拿大等國的壓裂法，採用先進的物探測井手段，確定壓裂部位；建立數學模擬，通過鹽體應力狀態的研究，確定壓裂方向；採用定向斜井噴射、爆破及下分隔器定向等特殊井下作業技術，都取得了明顯的功效。同時還研究和利用岩鹽溶腔儲存石油、天然氣和工業廢物，特別是放射性廢物。
岩鹽旱採技術
是從地下或地面直接採出岩鹽的技術。清乾隆五十八年(1793)，中國雲南普洱開鑿斜井──石羔井，從地下直接開採岩鹽。20世紀40年代，雲南元永井首先採用豎井開拓、水平分層的房柱法採礦。由於雲南岩鹽含有大量不溶性雜質，採出後需化滷澄清才能用以製鹽。世界其他國家，對品位高、埋藏淺、當地又需要固體鹽的岩鹽礦床都用旱採法，採出後經粉碎、篩分，即可供應市場。旱採法開採技術的發展與採煤大體相同。古代都靠人工用鐵錘、鐵鑿採掘，人力背礦。後逐步發展為鑿巖打眼，爆破落礦，並使用輪車、轆轤等運輸、提升工具。19世紀末到20世紀初逐步形成近代的爆破和裝運技術。50年代以後實現機械化、電氣化。蘇聯的阿爾喬莫夫斯克鹽礦在1956年以前已實現機械化。美國、聯邦德國在70年代建成的鹽礦，實現了全部工序機械化、連續化。
蒸發製鹽技術
滷水製鹽，中國長期都用鍋煎。最初多是就井設灶煎鹽。隨著生產的發展，井灶分離，滷水輸送距離逐漸增大，四川在漢代已用竹梘輸滷，並逐漸形成一套完整的竹梘輸滷工藝。清代梘管用楠竹或大斑竹去節，首尾銜接，再用竹篾、細麻、油灰纏塗。竹質輕，便於根據地勢靈活架設，跨山涉水，縱橫穿插在井與井、井與灶、灶與灶之間，最長的達10km以上，與鑿井的碓架，汲滷的天車，同為四川鹽區的特殊景觀。為了解決燃料問題，雲南在1937年從元永井修建一條長21km的釉磚輸滷溝，利用自然地勢，把滷水輸送到一平浪，用煤煎鹽，被譽為雲南製鹽史上的奇蹟。煎鹽用敞口圓鍋，以柴、草、煤、天然氣為燃料，直接用火加熱，使滷水蒸發濃縮，結晶成鹽，並已初步掌握了淨化滷水、新增晶種和利用清滷洗滌等工藝。1940年，中國開始採用鋼板鑲成的長方形平鍋煎鹽。1958年，中國在山東青島建成第一座真空蒸發製鹽裝置，逐漸普遍推廣。
世界其他國家，俄國、德國在中世紀用平鍋煎煮，直接用火加熱。美國最早的煎鹽裝置是用一組鑄鐵圓鍋，階梯式排列，後高前低，用虹吸法逐鍋下流，用人工撈鹽。1789年，美國紐約州的N.Y.塞拉丘薩將天然滷水放入木盤內晒鹽。1863年前後，密執安州(Michigan)的鋸木廠將廢蒸氣通入金屬管內，再將金屬管沒入木質、金屬或水泥淺池的滷水中，加熱蒸發滷水，結晶成鹽。晶體呈凹面四方角錐形。這就是造粒鍋法(grainer)的起源。1896年，美國154家鹽廠中，有82家採用此法，1959年仍有5家。1887年，I.M.鄧肯在紐約銀泉(SilverSpring)最先利用單效真空蒸發罐製鹽。1899年，美國曼里斯蒂鐵工廠（Manistee Iron Work）製成第一套多效真空蒸發罐製鹽裝置，使蒸發製鹽技術出現了重大的改革。1910年推廣到歐洲。1930年，瑞士埃舍納斯公司(Escher WyssCo.)改進蒸氣壓縮機成功，可將蒸發罐產生的二次蒸氣加壓升溫，反覆用於製鹽，提高了熱效率。後來又形成真空、熱壓並用的製鹽技術（見井礦鹽），迅速地推廣到經濟發達國家，並進一步向多效化、自動化方向發展。
湖鹽生產技術
中國最早生產湖鹽的是山西運城鹽池，古稱解池，是中國古代重要的產鹽區。約在公元前2400年，產鹽已具有相當規模。生產方法長期是天然結晶，集工採撈，隋唐之際發展為墾畦澆晒，即在池旁墾地為畦，引入湖水，曝晒5～6天成鹽，縮短了結晶期。到明代晚期，進一步形成引水、蒸發、沉澱、飄花、搨花（用木耙擊沉鹽花）、再結晶的工藝，採用分段連續作業，提高了鹽質。中國西北地區的鹽湖，大都是固相與液相兩種礦體並存，長期以來是用人工採撈天然結晶的鹽層，到20世紀70年代後期改用機械開採（見湖鹽）。
世界其他國家，滷水湖如美國猶他州(Utah)的大鹽湖(Great Salt Lake)，1847年起在湖邊修築鹽池，利用湖水晒鹽。早期基本是手工操作，用馬拉的犁具收鹽;後來逐步採用拖拉機、剷鬥、皮帶輸送機、小火車等現代裝置。結晶池用鹽層作池板，以利於提高產鹽質量。固、液相礦體共存的鹽湖，如蘇聯的巴斯昆恰克(БаскунчаΕ0)）鹽湖，在1860年以前，基本上是手工操作採鹽，十月革命後逐步改用機械，1938年改用聯合採鹽機，開採深度達到8m，臺時產量百噸左右。70年代再改為包括切削、破碎、脫水、除雜、收集裝車的軌道式聯合採鹽機，兩人操作，臺時產量250噸。採出的鹽均由移動式鐵軌機車，運到加工廠，製成各種加工鹽。
參考書目
中華書局(臺灣)編輯部輯訂：《中國曆代食貨典·鹽法部匯考》（第二版），中華書局，臺灣，1983。
Dale W.Kanfmann，Sodium Chloride:The Production and Properties of Salt and Brinc ，Reinhold Publishing Corporation，New York，1960.