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时间:2017-08-21
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1、电石废渣处理和综合利用途径-噪声固废环评监测简介:本文介绍了用电石乙炔法生产PVC时产生电石废渣的形成机理,干电石废渣的组成和性质及电石废渣的处理方法;并对其各种处理方法的优缺点进行了综合论述。电石废渣及其渗滤液含有毒有害物质,应属Ⅱ类一般工业固体废物,堆放处置时必须采取防渗措施并作填埋处置。关键字:电石废渣处理综合利用生产环氧丙烷氯酸钾 一、概述 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1
2、2%的工业废液,俗称电石渣浆。它的处置一直令生产厂头痛。 美国肯塔基州路易斯维尔城炼气厂(AirReductionPlant)自1941年起生产商品乙炔,1963年生产水平为60万磅C2H2/日。该厂电石渣浆场面积达100英亩,堆高达100英尺。在1963年冬季突然坍塌,电石渣浆将毗邻著名的古德里奇厂的聚氯乙烯装置设备掩埋,成为当年轰动美国的一大新闻,赔款100万美元。 乙炔是生产聚氯乙烯树脂(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
3、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。 二、电石废渣形成机理 在电石乙炔法生产聚氯乙烯(PVC)产品时,电石(CaC2)加水生成乙炔和氢氧化钙,其主要化学反应式如下: CaC2+2H2OC2H2+Ca(OH)2+127.3KJ/克分子 在电石和水反应
4、同时,电石中杂质也参与反应生成氢氧化钙和其他气体: CaO+H2OCa(OH)2 CaS+2H2OCa(OH)2+H2S↑ Ca3N2+6H2O3Ca(OH)2+2NH3↑ Ca3P2+6H2O3Ca(OH)2+2PH3↑ Ca2Si+4H2O2Ca(OH)2+SiH4↑ Ca3As2+6H2O3Ca(OH)2+2AsH3↑ Ca(OH)2在水中溶解度小,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
5、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。 三、电石废渣的组成和性质 电石渣浆进入浓缩池进行沉降处理后,取其上清液分析,组成见表1。 表1电石渣上清液组成质量浓度,mg/lPHSSCODS2-PC2H2Ca(OH)212-14500200-400100-4000.1-1.0150-200900-1700 从表2可以看出,电石渣浆废
6、水是强碱性,同时还含有硫化物、磷化物等有毒有害物质,且多项指标超过国家排放标准。其中硫化物排入河道后,在细菌参与下和水中溶解的氧发生反应生成硫酸盐: S2-+O2SO42- 干电石废渣中Ca(OH)2含量大于95%。其组成和一般消石灰相仿。西德赫斯特化学公司认为完全符合西德国家标准。经过干燥的电石废渣组成详见表2 表2干电石废渣组成表(%wt、干基)名称含量Ca(OH)296.30SiO21.41Al2O31.33CaSO40.34C0.14Fe2O30.12CaS0.08CNS-0.01CaCO3痕量Cl痕量p痕量 由上表可知,干电石废渣中主要含Ca(OH)2,
7、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。 含一定水量的电石废渣及渗滤液亦是强碱性,也含有硫化物、磷化物等有毒有害物质。根据《危险废物鉴别标准》(GB5085—1996),电石废渣属Ⅱ类一般工业固体废物;若直接排到海塘或山谷中,采用填海、填沟的有规则堆放时,根据《化工废渣填埋场设计规定》HG20504—92,对Ⅱ类一般工业固体废(物)渣,必须采取
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