电石渣及其利用

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1、电石渣一、简介1、电石渣的概念电石水解获取乙炔气体后的以氢氧化钙Ca(OH)2为主要成分的废渣。乙炔（C2H2）是基本有机合成工业的重要原料之一，以电石（CaC2）为原料，加水（湿法）生产乙炔的工艺简单成熟，至今已有60余年工业史，目前在我国仍占较大比重。1t电石加水可生成300多kg乙炔气，同时生成10t含固量约12%的工业废液，俗称电石渣浆。它的处置一直令生产厂头痛。2、电石渣形成的原理乙炔是生产聚氯乙烯、聚氯乙烯树脂（PVC）的主要原料，按生产经验，每生产1tPVC产品耗用电石1.5～1.6t，同时

2、每t电石产生1.2t电石渣（干基），电石渣含水量按90％计，那么每生产1tPVC产品，排出电石渣浆约20t。由此可见，电石渣浆的产生量大大超过了PVC的产量。大多数PVC生产厂家将电石渣浆经重力沉降分离后，上清液循环利用；电石渣经进一步脱水，其含水率仍达40%～50%，呈浆糊状，在运输途中易渗漏污染路面，长期堆积不但占用大量土地，而且对土地有严重的侵蚀作用。要想从根本上解决问题，只有在技术上谋求突破，寻求新的治理工艺，综合利用，化害为利，变废为宝。　　在电石乙炔法生产聚氯乙烯产品时，电石（CaC2）加水生

3、成乙炔和氢氧化钙，其主要化学反应式如下：　　CaC2+2H2O→C2H2+Ca(OH)2+127.3KJ/克分子　　在电石和水反应同时，电石中杂质也参与反应生成氢氧化钙和其他气体：　　CaO+H2O→Ca(OH)2　　CaS+2H2O→Ca(OH)2+H2S↑　　Ca3N2+6H2O→3Ca(OH)2+2NH3↑　　Ca3P2+6H2O→3Ca(OH)2+2PH3↑　　Ca2Si+4H2O→2Ca(OH)2+SiH4↑　　Ca3As2+6H2O→3Ca(OH)2+2AsH3↑　　Ca(OH)2在水中溶解度

4、小,固体Ca(OH)2微粒逐步从溶液中析出。整个体系由真溶液向胶体溶液、粗分散体系过渡，微粒子逐步合并、聚结、沉淀，在沉淀过程中又因粒子互相碰撞、挤压，促使颗粒进一步结聚、长大、失水，沉淀物逐步变稠，俗称电石渣浆。此外电石中不参加反应的固体杂质如矽铁、焦炭等也混杂在渣浆中。副反应产生的气体部分进入乙炔气体，部分溶解在渣浆中。　　电石渣浆为灰褐色浑浊液体。在静置后分成三部分，澄清液、固体沉积层及中间胶体过渡层。三者比例随静置时间及环境条件变化呈可逆变换。固体沉积物即是我们常说的电石废渣。干电石废渣中主要含C

5、a(OH)2，可以作消石灰的代用品，广泛用在建筑、化工、冶金、农业等行业。但当电石废渣含水量>50%时，其形态呈厚浆状，贮存、运输困难，给用户带来不便。很多厂还因其在运输途中污染路面而带来极大麻烦。因此电石废渣综合利用的关键是控制含水量。二、对环境的影响电石渣的有效成分和主要成分都为：氢氧化钙质量分数为90.1%，同时还含有氧化硅质量分数为3.5%，氧化铝质量分数为2.5%，及少量的碳酸钙、三氧化二铁、氧化镁、二氧化钛、碳渣、硫化钙等杂质。电石渣呈灰色，并伴有刺鼻的气味，电石渣浆80%左右的颗粒在l0～1

6、5µm之间，一般呈稀糊状，流动性差；电石渣的保水性很强，即使长期堆放的陈渣，其含水量质量分数为也高达40%以上；电石渣呈强碱性，数量庞大，运输成本高，且会造成二次污染；如果就地堆放，常给对周边的环境造成严重的环境污染，是我国清洁生产和资源循环利用的重点和难点。目前我国的电石渣只有很少量的用于混凝土和水泥浆，大部分的作为固体废渣，没有得到充分的利用。目前电石渣不但占用大量的土地堆放，而且污染堆放场地附近的水资源，容易风干起飞灰，形成粉尘和大气污染，是必须重视和优先处理和利用的工业废弃物。三、电石渣的一般利用

7、途径目前国内电石渣的综合利用途径主要有制成建筑材料与作为路基原料,在环保领域应用于废气与废水处理,以及生产普通化工产品等。1、作为建材与路基原料电石渣的主要成分是Ca(OH)2,可以作为生产建材的原料。叶东忠等研究了以电石渣作水泥混合材时不同掺量对水泥结构与性能的影响,结果表明掺入电石渣可使溶液中浓度增加,缩短水泥的凝结时间,提高水泥早中期的抗折、抗压强度,电石渣掺入量质量分数不宜超过15%。邱树恒用改性电石渣取代石膏磨制硅酸盐水泥,最佳掺量的质量分数为6.5%左右,可明显提高水泥的抗压强度。也有用电石渣

8、与粉煤灰配料生产水泥的研究,此外还有用电石渣与稻壳灰作为水泥原料和用电石渣与城市废水活性污泥掺入水泥的研究。利用电石渣－煤渣或电石渣－粉煤灰可制得建筑用砖,高文元等研制的蒸压砖以电石渣和粉煤灰为原料,抗折强度在5MPa以上。除了制成建筑材料外,电石渣也可作为道路路基材料。粉煤灰－电石渣作为路基材料完全合格,具有施工工期短、效率高的特点,且可以减低道路成本,减少废渣对环境的危害。2、应用于废气与废水处理电石渣是碱性固体,能有效地