電石渣的資源化利用探討

李蕓 陸明軍（新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆烏魯木齊830021）

電石渣的資源化利用探討

李蕓 陸明軍（新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆烏魯木齊830021）

工業(yè)廢棄的電石渣量大，還污染環(huán)境，因此如何處理工業(yè)電石渣是電石乙炔法生產(chǎn)PVC“綠色工藝”的重難點(diǎn)。本文介紹了電石渣在水泥、建筑材料、化工生產(chǎn)和三廢治理等行業(yè)中的資源化利用途徑。

電石渣；資源化

現(xiàn)在生產(chǎn)聚氯乙烯，工業(yè)多用電石乙炔法，電石（CaC2）加水生成乙炔和Ca（OH）2：

CaC2+2H2O→C2H2+Ca（OH）2

Ca（OH）2微溶于水，沉淀物因粒子之間的相互作用逐步變稠，俗稱電石渣漿。

電石渣漿為灰褐色渾濁液體。電石渣就是在靜置后得到的固體沉積物。電石渣含90.1%的Ca（OH）2、3.5%的SiO2、2.5%的Al2O3及少量的CaCO3、Fe2O3、碳渣等雜質(zhì)。

電石渣為灰色有刺鼻氣味的固體，堿性強(qiáng)，生產(chǎn)剩余量大，不便于運(yùn)輸，但如果就地堆放，會(huì)造成二次污染，嚴(yán)重污染環(huán)境。

1　電石渣的一般利用途徑

目前國(guó)內(nèi)電石渣的綜合利用途徑主要有制成建筑材料與作為路基原料，在環(huán)保領(lǐng)域應(yīng)用于廢氣與廢水處理，以及生產(chǎn)普通化工產(chǎn)品等。

1.1生產(chǎn)水泥及建筑用磚

電石渣的主要成分Ca（OH）2，可以用來(lái)生產(chǎn)建材，比如與粉煤灰配料生產(chǎn)水泥，現(xiàn)在也由于改進(jìn)工藝用稻殼灰或城市廢水活性污泥代替粉煤灰。建筑用磚也可以用電石渣與煤渣或粉煤灰配料制得。

1.2應(yīng)用于廢氣與廢水處理

電石渣呈堿性，工業(yè)廢氣中的酸性氣體、酸性廢水和電鍍廢水可以利用其堿性較強(qiáng)的特點(diǎn)除去。

電石渣也可作為燃煤工業(yè)鍋爐使用的固硫劑。

1.3生產(chǎn)普通化工產(chǎn)品

將電石渣脫水干燥、800-900℃下燒成，可以得到高活性CaO。電石渣處理后與NaOH混合，可用來(lái)制漂白粉。

李厚鵬等將電石渣預(yù)處理后配成一定濃度Ca（OH）2溶液，送入碳化塔碳化，碳化溫度40-50℃（無(wú)冷卻設(shè)備），二氧化碳體積濃度12%-25%，可制得方解石型微細(xì)填料CaCO3［1］。

姜彩榮等將電石渣在105℃干燥處理后用氯化銨溶液消化，得到的混合溶液用氨水調(diào)節(jié)pH值，可將電石渣轉(zhuǎn)化為可碳化的氯化鈣溶液。此工藝中產(chǎn)生的含氨廢水經(jīng)處理后得到12 mol/L的氨水可循環(huán)使用，既節(jié)約成本又減少了污染，具有一定的借鑒意義［2］。

此外袁竟成［3］開發(fā)了利用電石渣制高純度氧化鈣工藝，但此工藝比較復(fù)雜。

2　電石渣的高附加值利用途徑

國(guó)內(nèi)納米級(jí)碳酸鈣市場(chǎng)潛力大，目前國(guó)內(nèi)有相關(guān)研究利用廢棄的電石渣制備納米碳酸鈣，既可以帶來(lái)可觀的利潤(rùn)，又能解決電石污染問(wèn)題。

3　電石廢渣的處理方法

含水電石廢渣含有硫化物、磷化物等有毒有害物質(zhì)，其堿性強(qiáng)，具有一定的危害。

3.1自然沉降后出售

大多數(shù)廠采用自然沉降法處理電石廢渣。但此方法對(duì)環(huán)境及氣象條件的要求較高，一般在北方相對(duì)干燥，沉淀物容易挖掘；而南方，電石渣含水量增加，一般在50%-60%，呈厚漿狀，不利于挖掘。

3.2電石廢渣代替石灰石制水泥

國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的成熟的企業(yè)中，如：吉林化工廠、山西省化工廠、天津化工廠等，都專有一條水泥生產(chǎn)線消化電石廢渣。

3.3生產(chǎn)電石原料生石灰

電石渣經(jīng)過(guò)處理除去雜質(zhì)后，煅燒制備生石灰CaO，有研究采用水力旋流除雜工藝，控制煅燒溫度分別為800℃或900℃，得到的氧化鈣產(chǎn)品質(zhì)量分?jǐn)?shù)均可達(dá)85%以上［5］。此方法技術(shù)路線可行，具有以下優(yōu)點(diǎn)：1回收電石渣投資成本低，僅為生產(chǎn)水泥的十分之一；2同時(shí)可以利用石灰生產(chǎn)電石，實(shí)現(xiàn)電石廢渣—石灰—電石—電石廢渣循環(huán)生產(chǎn)。

3.4生產(chǎn)輕質(zhì)磚

電石廢渣可以生產(chǎn)輕質(zhì)煤渣磚，這種磚符合小型空心砌塊國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)度達(dá)到普通紅磚強(qiáng)度，投資成本低，僅為普通粘土磚的60%，常溫常壓下生產(chǎn)，既節(jié)約能源又變廢為寶。

3.5電石廢渣作為化工原料

3.5.1生產(chǎn)環(huán)氧丙烷

環(huán)氧丙烷是一種重要的化工原料，生產(chǎn)過(guò)程需要大量的熟石灰。以電石渣替代熟石灰無(wú)疑在節(jié)約成本方面凸顯優(yōu)勢(shì)。

其生產(chǎn)過(guò)程為：丙烯氣、Cl2和水先生成氯丙醇，氯丙醇與經(jīng)過(guò)處理后的電石渣發(fā)生皂化反應(yīng)生成環(huán)氧丙烷。

3.5.2生產(chǎn)KClO3

用電石渣代替石灰生產(chǎn)KClO3，可有效節(jié)約石灰。生產(chǎn)過(guò)程為：除去電石渣漿中的雜質(zhì)，經(jīng)過(guò)沉降，得到濃度為12%的乳液，氯化塔同時(shí)送入得到的乳液、Cl2、O2，發(fā)生皂化反應(yīng)生成Ca（ClO3）2；脫除游離氯及固體物雜質(zhì)，向所得溶液中加入KCl，反應(yīng)可生成KClO3溶液，經(jīng)產(chǎn)品處理步驟制得產(chǎn)品KClO3。

電石渣資源化的關(guān)鍵是利用其有效成分Ca（OH）2，所以有效利用電石渣主要取決于電石渣懸浮液中Ca（OH）2的提純效果。想從根本上解決電石渣污染環(huán)境問(wèn)題，重點(diǎn)在于采用合適的處理工序使電石渣就地轉(zhuǎn)化為化工原料重新利用，這才是治標(biāo)的辦法。

［1］李厚鵬，唐敬祥.電石泥生產(chǎn)微細(xì)碳酸鈣的方法［P］.中國(guó)專利：90106307，1990-11-13.

［2］姜彩榮，盧忠遠(yuǎn)，劉廣儒.電石渣循環(huán)制備超細(xì)碳酸鈣的研究［J］.化工環(huán)保，2004，24（增刊）：283-285.

［3］袁竟成.用電石渣制取漂粉精的方法［P］.中國(guó)專利：1058000A，1992-01-22.

［5］田偉，賴乃斌.從電石渣中回收氧化鈣的工藝研究與生產(chǎn)實(shí)踐［J］.無(wú)機(jī)鹽工業(yè)，2010，42（8）：6-38．