典型廢礦物油的生產(chǎn)工藝及其重金屬濃度特征

馬虎林

(寧夏錦河能源科技有限公司，寧夏 銀川 750021)

1 典型廢礦物油基本概述

1.1 廢礦物油的含義

廢礦物油就是一種對礦物能源提取精煉后，在開采、加工和使用過程中因?yàn)槭艿酵饨缫蛩赜绊懀淖兞吮旧淼奈锢硇阅芎突瘜W(xué)性能而不能繼續(xù)使用的礦物油。一般情況下，廢礦物油中會有一些有毒有害的物質(zhì)殘留，例如重金屬物質(zhì)、苯系物等。如果在處理廢礦物油時(shí)沒有采取適當(dāng)?shù)奶幚矸桨?，會?yán)重污染環(huán)境，并且會使土壤產(chǎn)生毒素，導(dǎo)致植物死亡，對人體健康也會造成嚴(yán)重威脅。

但是，廢礦物油還有比較高的再生利用價(jià)值，通過一些再生技術(shù)可以將廢礦物油轉(zhuǎn)化為基礎(chǔ)油、柴油以及燃料油等可使用產(chǎn)品。再生利用技術(shù)也是我國目前對廢礦物油主要的研究方向。 廢礦物油是一種危險(xiǎn)廢物和資源的共同體，因?yàn)檫@種雙重屬性，所以，現(xiàn)階段國內(nèi)很多相關(guān)研究都比較注重對廢礦物油的再生利用技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新，對廢礦物油中的污染物特征與歸趨問題的研究比較少。本文主要根據(jù)對幾種典型廢礦物油中的重金屬濃度特征進(jìn)行分析研究，同時(shí)對典型廢礦物油的再生利用工藝中的重金屬歸趨進(jìn)行分析，為廢礦物油的污染評價(jià)提供具體準(zhǔn)確的參考數(shù)據(jù)。

1.2 典型廢礦物油的材料和處理方法

首先，選定某車輛維修、化工合成等典型廢礦物油生產(chǎn)企業(yè)，進(jìn)行典型廢礦物油的生產(chǎn)工藝調(diào)查，對典型廢礦物油進(jìn)行取樣。采樣時(shí)，將廢礦物油混勻，保證取樣具有代表性。采取的材料樣品為2 kg。采集的樣品材料有以下六種典型廢礦物油：廢機(jī)油、廢淬火油、廢冷凍機(jī)油、廢防銹油、廢液壓油以及廢白油。完成取樣后將樣品材料放在廣口棕色玻璃瓶中，運(yùn)輸至實(shí)驗(yàn)室，并將其放在溫度固定為8℃的冷藏室中進(jìn)行保存。

對廢礦物油樣品進(jìn)行處理時(shí)，按照《原子吸收或ICP光譜儀分析油中金屬的酸消解方法》進(jìn)行。取樣時(shí)，一定要注意再次搖勻保證樣品的代表性。對樣品進(jìn)行處理時(shí)具體按照以下流程進(jìn)行：首先，稱取0.5 g廢礦物油樣品，將其和0.5 g高錳酸鉀粉末混合；其次，加入1.0 mL濃硫酸進(jìn)行攪拌，使其充分反應(yīng)；第三步，加入2.0 mL濃硝酸攪拌，使其充分反應(yīng)；第四步，加入10 mL濃鹽酸，加熱反應(yīng)后，對樣品進(jìn)行過濾，并用氨水調(diào)節(jié)過濾后的溶液，確保其pH值為弱堿性；第五步，在溶液中加人1 g磷酸銨進(jìn)行攪拌過濾，然后對溶液進(jìn)行加熱處理，去除多余的氨；最后，在溶液中加人1 mL濃硝酸，確定溶液量為100 mL。同時(shí)使用ICP-MS對溶液中的重金屬濃度進(jìn)行分析測定。方法檢測限是0.01μg/L。對每個(gè)樣品要進(jìn)3次重復(fù)處理，確保數(shù)據(jù)測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2 幾種廢礦物油中的重金屬濃度分析

2.1 幾種典型廢礦物油分析

2.1.1 廢車用潤滑油

車用潤滑油主要是因?yàn)楦邷匮趸⒈友趸?、燃料以及混入雜質(zhì)等原因變成廢礦物油。車用潤滑油的類型比較多，常見的有發(fā)動機(jī)油、自動變速器油、制動器油、齒輪油以及潤滑脂等。在采集樣品的過程中，因?yàn)樽詣幼兯倨饔?、制動器油、齒輪油與潤滑脂等產(chǎn)生的廢油量比較少，所以，與廢發(fā)動機(jī)油一起進(jìn)行混合采集。

2.1.2 廢淬火油

淬火油的特性主要有高冷卻性、高燃點(diǎn)、高熱氧化安定性、高閃點(diǎn)等。廢淬火油主要是因?yàn)榇慊鹩驮谑褂眠^程中混入雜質(zhì)造成的。淬火油的更換周期為1.5～2a，每次更換2～3t。采集樣品時(shí)，對廢淬火油進(jìn)行集中采集。淬火油產(chǎn)廢系數(shù)是0.8～0.9。

2.1.3 廢冷凍機(jī)油

造成冷凍機(jī)油變質(zhì)的主要原因是氧化反應(yīng)、混入水分或雜質(zhì)等。冷凍機(jī)油的使用環(huán)境密閉性較強(qiáng)，損耗較少，產(chǎn)廢系數(shù)為0.9。通常情況下，要隔1年或者一年半進(jìn)行更換冷凍機(jī)油。對廢冷凍機(jī)油可以集中采集。

2.1.4 廢液壓油

混入雜質(zhì)和氧化作用會造成液壓油變質(zhì)。一般來說，對液壓油進(jìn)行更換的時(shí)間不要超過一年，可以對液壓油進(jìn)行集中收集。造成也要有損耗的主要原因是液壓系統(tǒng)的滴漏問題，產(chǎn)廢系數(shù)是0.8～0.9。

2.1.5 廢防銹油

防銹油在使用過程中也會混入雜質(zhì)、水分變成廢油。產(chǎn)廢系數(shù)是0.1～0.2，主要是因?yàn)殍T件表面損失造成損耗。

2.1.6 廢白油

白油的適用范圍比較廣，紡織、化纖、電力、農(nóng)業(yè)以及石油化工等各個(gè)領(lǐng)域都會使用到白油。白油變質(zhì)的主要原因是混入雜質(zhì)、水分，還有氧化作用也會對白油產(chǎn)生影響。而在鋰電池的PE膜的生產(chǎn)工藝過程中，對白油的質(zhì)量要求比較高，因此，在生產(chǎn)過程中混入少量的二氯甲烷就會使白油無法繼續(xù)使用，產(chǎn)生廢白油。并且在該生產(chǎn)過程中白油幾乎無損耗，產(chǎn)廢系數(shù)約是1。

2.2 典型廢礦物油中的重金屬濃度

經(jīng)過對以上六種典型廢礦物油樣品進(jìn)行檢測分析，可以看出廢礦物油中主要的重金屬有中Cr(鉻)、Ni(鎳)、Zn(鋅)、Cu(銅)、Pb(鉛)、Mo(鉬)與Ba(鋇)7種，其他被檢測出來的重金屬濃度較低，也有一些重金屬未被檢測。這幾種重金屬濃度的情況有以下特點(diǎn)：(1)重金屬中Zn的濃度含量比較高，每千克中含6.89～511.98 mg，平均含量為74.36 mg/kg；(2)Cr、Cu、Mo、Ba含量濃度相對較低，平均含量是8.30、6.72、9.74、4.59 mg/kg；(3)Ni和Pb的濃度最少，平均含量分別是0.79和0.37 mg/kg。

2.3 典型廢礦物油再生利用分析

現(xiàn)階段，我國經(jīng)常使用的對廢礦物油的處置方法有：再生利用、焚燒處置等。但是，也同樣存在一些地區(qū)不顧法律法規(guī)對廢礦物油進(jìn)行隨意排放和丟棄，造成環(huán)境的嚴(yán)重污染，對人體健康也產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。

廢礦物油的再生利用技術(shù)可以分為簡單再生利用和深度再生利用兩種。其中簡單再生就是通過簡單的加熱、沉淀、過濾等方式對廢礦物油進(jìn)行凈化處理，也可以加入適當(dāng)?shù)奶砑觿?，使廢礦物油可以循環(huán)利用。但是這種再生利用方式中廢礦物油中還是會含有大量的重金屬以及其他有害物質(zhì)，可能會降低機(jī)械設(shè)備的使用性能。而深度再生利用就是通過蒸餾、裂解以及加氫等方法對廢礦物油進(jìn)行再次生產(chǎn)的過程。這種再生利用技術(shù)相對復(fù)雜，技術(shù)成本也相對較高，但是可以得到質(zhì)量較好的基礎(chǔ)油、柴油以及燃料油。其中，加氫精制處理工藝是廢礦物油處理最終路線，廢礦物油中的各種雜質(zhì)對催化劑的壽命影響非常大，因此，加氫工藝路線最需要解決的問題其實(shí)就是預(yù)處理問題。在預(yù)處理階段通過一定的物料手段或是化學(xué)手段將其中對催化劑有影響的雜質(zhì)有效去除，這是保證加氫工藝成功的必要條件。預(yù)處理工藝的主要流程包括：循環(huán)加熱-常壓汽提-丙烷抽提-減壓汽提-丙烷抽提-加氫精制：首先將廢油中的水分常壓蒸餾分離出來，然后進(jìn)行第一次丙烷抽提以除去油泥、氧化物和一部分添加劑，脫去丙烷的油去減壓蒸餾，在進(jìn)行丙烷抽提除去殘留添加劑，最后全部潤滑油餾分全部去加氫，在氫壓和催化劑的作用下，使油品中的硫、氧、氮等有害雜質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的硫化氫、水、氨而除去，并使烯烴和二烯烴加氫飽和、芳烴部分加氫飽和，以改善油品質(zhì)量。經(jīng)過加氫精制后的基礎(chǔ)油可以達(dá)到Ⅱ類基礎(chǔ)油的標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品價(jià)值得到最大的提升。加氫精制工藝是一項(xiàng)指的推廣應(yīng)用的再生利用技術(shù)。

3 結(jié)論

通過對幾種典型的廢礦物油中的重金屬濃度特征進(jìn)行分析研究，可以得出以下幾個(gè)結(jié)論：(1)經(jīng)過相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)不同的典型非礦物質(zhì)油內(nèi)的重金屬濃度存在一定差異，并且這種差異還會受到生產(chǎn)工藝和工作環(huán)境的影響。(2)為了有效避免廢礦物油可能會對環(huán)境造成的嚴(yán)重污染，需要根據(jù)不同的廢礦物油的生產(chǎn)工藝和工作環(huán)境，制定具體可行的處理方案。(3)廢礦物油中的重金屬的去向和處置方式與再生利用技術(shù)有緊密的聯(lián)系。對廢礦物油進(jìn)行再生利用時(shí)，大部分成為廢渣，極少部分殘留在再生產(chǎn)品中。而對廢礦物油進(jìn)行焚燒處置后，大部分重金屬成為煙氣和底灰。

參考文獻(xiàn)

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