廢白土中油分回收及廢白土的綜合利用

王振宇，高 麗，宗麗娜，張 寧，張明珠，解智杰，蹇慧杰

(中國石油大學(xué)勝利學(xué)院 應(yīng)用化學(xué)系，山東 東營 257061)

活性白土具有很大的比表面積和很強(qiáng)的吸附性，可用于石油或動植物油的精制?；钚园淄翆κ突騽又参镉瓦M(jìn)行精制后失去活性即為廢白土，廢白土外觀為灰褐色泥土狀，并帶有輕微溶劑氣味[1]。在精制過程中，活性白土不僅吸附大量的非理想組分，亦吸附一定量的理想組分。廢白土中含有大量的油分，煉廠廢白土中含油量可高達(dá)30%以上[2]，在某些高級油脂精煉過程中，廢白土中油脂的含量可高達(dá)40%[3]，同時(shí)廢白土中高不飽和油與空氣中的氧接觸容易發(fā)生氧化反應(yīng)，釋放大量熱量，發(fā)生自燃，引起火災(zāi)[4]。若能對廢白土進(jìn)行較好的處理，不僅可以減少環(huán)境污染，提高資源利用率，而且能給企業(yè)帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益[5]。

隨著環(huán)保意識的增強(qiáng)，廢白土的處理日益得到重視。廢白土處理研究主要集中在兩個(gè)方面：一是廢白土中油分的回收，二是廢白土的綜合利用。本文就廢白土中油分的回收方法及廢白土的綜合利用作一簡要綜述，以供參考。

1 廢白土中油分回收方法

1.1 壓榨法

壓榨法是指在一定壓力下將廢白土中的油分?jǐn)D出來。廢白土的出油效果主要受廢白土原料(含油量)和出油壓力的影響，廢白土中含油量越高，出油率越高，含油量低于20%時(shí)，出油率較低，專用液壓榨油機(jī)壓力為28～30MP。任佩峰等[6]利用柱塞式壓榨試驗(yàn)裝置對廢白土進(jìn)行壓榨試驗(yàn)，研究了廢白土壓榨的出油效率與出油壓力的關(guān)系以及廢白土的冷榨應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。結(jié)果表明：廢白土壓榨的出油效率隨出油壓力的增大而增大，當(dāng)出油壓力達(dá)到60MPa時(shí)，出油效率可達(dá)到66.14%；考慮經(jīng)濟(jì)因素，出油壓力控制在40MPa較為合理，此時(shí)出油效率可達(dá)60%左右；應(yīng)力、應(yīng)變關(guān)系表現(xiàn)出明顯的非線性特征。

壓榨法雖然可以壓榨出部分油分，但出油率不高，且壓榨機(jī)械價(jià)格昂貴，易損壞；另外，壓榨法不能將油分中的理想組分和非理想組分分開，限制了理想組分的高價(jià)值應(yīng)用。

1.2 水煮法

水煮法是將廢白土加入熱水中，再加入碳酸鈉、氫氧化鈉等堿性物質(zhì)，將廢白土中的部分油洗出來。趙芝貴等[7]對煉廠廢白土進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，采用白土渣與一定量的水和堿一起加熱攪拌，解吸回收潤滑油，一噸白土渣處理后可獲得渣量15%～25%的潤滑油。魏安池等[8]研究了廢白土的存放時(shí)間、解吸時(shí)體系的pH值、解吸時(shí)間對油脂的回收率與品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：選用新鮮的廢白土，控制解吸體系pH值為7.5，溫度90℃下解吸20～30min，油分回收率可達(dá)80%以上，且所得油脂的品質(zhì)與脫色前的油脂品質(zhì)接近。該法出油率不高，而且產(chǎn)生大量廢水，白土體相和孔道結(jié)構(gòu)被破壞，不能循環(huán)使用。

1.3 溶劑法

鐘國晉等[9]以蓖麻油脫色后的廢白土為原料，采用溶劑法回收廢白土中的油脂，脫油后廢白土的含油量小于5%，但白土沒有能夠重復(fù)利用。王延臻等[10]采用非極性溶劑和極性溶劑以及兩者的混合溶劑作為抽提溶劑，其中非極性溶劑抽提理想油，混合溶劑抽提非理想油。在超聲波的作用下，將抽提溶劑與廢白土進(jìn)行混合攪拌、解吸、抽提廢白土中吸附的油。結(jié)果表明，該方法可以回收97%以上的油分，再生白土比表面積的恢復(fù)率達(dá)到新鮮活性白土比表面積的90%以上，再生白土活性得以恢復(fù)。該方法油分回收率較高，溶劑易回收，白土結(jié)構(gòu)不被破環(huán)，可以循環(huán)利用。

1.4 表面活性劑法

表面活性劑法是利用表面活性劑親水、親油的特性，選擇合適的親水親油平衡值，使油分從廢白土表面及小孔中脫附出來進(jìn)入水相，使水、油、土三相分離[11]。莫婭南等[11]用白土和品質(zhì)較差的柴油配制成廢白土，利用表面活性劑法回收廢白土中的油分。選用的陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉與非離子表面活性劑脂肪醇聚氧乙烯醚的質(zhì)量比為4∶1，液固質(zhì)量比為2∶1，攪拌溫度為95℃，攪拌時(shí)間為30 min，油分回收率可達(dá)到88.82%，回收后的油分色澤淺，品質(zhì)好。劉伯約等[12]利用表面活性劑法對精制潤滑油產(chǎn)生的廢白土進(jìn)行處理，研究了表面活性劑的復(fù)配、攪拌溫度、攪拌時(shí)間對去油率的影響，確定了最佳的工藝條件，處理后的廢白土含油量可降至0.92%。

除此之外，廢白土中油分的回收方法還有超臨界CO2萃取法、離心分離法、高溫煅燒法、干法抽提法等，它們都能實(shí)現(xiàn)廢白中油分的部分回收[13]。

2 廢白土的綜合利用

2.1 用作橡膠填料

徐云慧等[14]研究了廢白土做填充劑及軟化劑在天然橡膠中的應(yīng)用，并與同份數(shù)的陶土(同時(shí)添加3份芳烴油)進(jìn)行性能對比。結(jié)果表明：廢白土可以作為填充劑和軟化劑應(yīng)用于天然橡膠中，且以廢白土為填料的膠料流動性、焦燒性、扯斷永久變形性能好、耐磨耗性能、沖擊彈性、伸長率、耐老化性能均好，且降低了配方的成本，減少了工藝過程(不用加軟化劑)。廢白土是一種很好的在天然橡膠中既可作填充劑也可作軟化劑的配合劑。王建國等[15]發(fā)明了一種制備橡塑填料的方法，通過對礦物油，動植物油及蠟吸附精制后的廢白土進(jìn)行脫酸或脫堿純化處理，獲得具有疏水性強(qiáng)，與橡塑親合力好的配料；通過加熱變壓裂解，除得到優(yōu)于陶土、碳酸鈣等橡塑的配料外，同時(shí)回收了廢白土中的烴油。

2.2 制備洗滌用品

武漢食品工業(yè)學(xué)院[16]研制出了一種用廢白土制去污粉的方法。廢白土中含有的油脂與堿反應(yīng)生成肥皂，廢白土中的磷脂、游離脂肪酸及其它可皂化物也會與堿反應(yīng)，生成脂肪酸的鈉鹽。洗滌后進(jìn)行漂白，經(jīng)干燥設(shè)備將水份降至10%以下，用粉碎機(jī)將白土粉碎成細(xì)粉，進(jìn)行復(fù)配，即得到白土去污粉。與市售去污粉相比，去污能力強(qiáng)、成本低，適用于家庭、實(shí)驗(yàn)室及工廠。利用廢白土制去污粉，可以充分利用白土資源，且設(shè)備投資少，有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。王廣隆等[17]以強(qiáng)堿與廢白土含的油按化學(xué)計(jì)量比進(jìn)行皂化反應(yīng)制得一種洗滌膏，這種洗滌膏主要適用機(jī)械工人洗手，也可用以清洗瓷磚等硬表面，洗滌效果良好。

2.3 復(fù)合改性瀝青

李金亮等[18]進(jìn)行了廢白土與SBS復(fù)合改性瀝青的探討，研究了廢白土對瀝青的常規(guī)性能和瀝青混合料性能的影響，結(jié)果表明，廢白土在SBS改性瀝青中能明顯的提高其軟化點(diǎn)和老化前后的延度，改善性能較好。5%的廢白土對瀝青混合料性能變化不大，基質(zhì)瀝青混合料的動穩(wěn)定度有所提高。

2.4 用作飼料添加劑

油脂精煉的廢白土不僅含有一定的油脂，還含有磷脂等營養(yǎng)物質(zhì)，可以作為飼料添加劑，同時(shí)，廢白土的加入還可提高飼料的制粒效果[19]。孫孝鳳等[20]把一部份豆粕與廢白土按2∶1的比例在混拌設(shè)備內(nèi)強(qiáng)制混拌成均勻、松散的預(yù)混料，再通過輸送設(shè)備送進(jìn)帶定量輸出裝置的存料箱按豆粕產(chǎn)量的1%均勻連續(xù)地進(jìn)入成品豆粕包裝線。將廢白土添加到豆粕中，增加了飼料的能量，也減少了飼料廠家在飼料中添加油脂的量，從而減少了資源浪費(fèi)，保護(hù)了環(huán)境。

2.5 制備核黃素

脫色廢白土可作為生物培養(yǎng)基來制備核黃素。Enoch等[21]研究了含棕櫚油40%的脫色廢白土作為絲狀真菌培養(yǎng)基來制備核黃素。結(jié)果表明，以含棕櫚油40%的脫色廢白土作培養(yǎng)基，制得核黃素的濃度是以純棕櫚油做培養(yǎng)基的1.5倍，并且脫色廢白土中80%的油被真菌吸收，廢白土的顏色逐漸變?yōu)辄S色。

除此之外，廢白土可以用來制作水泥和磚，制備有機(jī)膨潤土，制備4A分子篩，做建筑密封劑等[22]。

3 結(jié)語

我國每年石油或動植物油的精制過程中產(chǎn)生大量含油廢白土，若都能得到較好地回收再利用，不僅可以減少環(huán)境污染，而且可以促進(jìn)資源的合理利用，給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益。此外，由于吸附劑行業(yè)的廣泛用途，我國的白土礦資源越來越緊張，而白土礦是一種不可再生的自然資源，如果不加以限制，百年以后，我國的白土資源將無土可采。如果能夠?qū)U白土中的油分完全回收，恢復(fù)白土的孔道和活性，使再生白土能夠重復(fù)使用，這不僅可以減少環(huán)境污染，而且可以使緊缺的白土資源得以保護(hù)和循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。