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为首要成分的废渣。乙炔(C2H2)是根本有机组成工业的重要质料之一,以电石(CaC2)为质料,加水(湿法)出产乙炔的技术简略老练,至今已有60余年工业史,当前在中国仍占较大比重。1t电石加水可生成300多kg乙炔气,一起生成10 t含固量约12%的工业废液,俗称电石渣浆。它的处置一向令出产厂头痛。 2、电石渣构成的原理
乙炔是出产聚氯乙烯、聚氯乙烯树脂(PVC)的首要质料,按出产经历,每出产1 t PVC商品耗用电石1.5~1.6t,一起每t电石发作1.2 t电石渣(干基),电石渣含水量按90%计,那么每出产1 t PVC商品,排出电石渣浆约20t。由此可见,电石渣浆的发作量大大超越了PVC的产值。大多数PVC出产厂家将电石渣浆经重力沉降别离后,上清液循环使用;电石渣经进一步脱水,其含水率仍达40%~50%,呈浆糊状,在运送途中易渗漏污染路面,长时刻堆积不光占用许多土地,并且对土地有严峻的侵蚀作用。要想从根本上解决问题,只要在技术上追求打破,寻求新的管理技术,综合使用,化害为利,变废为宝。
在电石乙炔法出产聚氯乙烯商品时,电石(CaC2)加水生成乙炔和氢氧化钙,其首要化学反响式如下:
CaC2+2H2O→C2H2+ Ca(OH)2+127.3 KJ/克分子
在电石和水反响一起,电石中杂质也参与反响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在水中溶解度小,固体Ca(OH)2微粒逐渐从溶液中分出。整个系统由真溶液向胶体溶液、粗涣散系统过渡,微粒子逐渐兼并、聚结、堆积,在堆积过程中又因粒子相互磕碰、揉捏,促进颗粒进一步结聚、长大、失水,堆积物逐渐变稠,俗称电石渣浆。此外电石中不参与反响的固体杂质如矽铁、
焦炭等也稠浊在渣浆中。副反响发作的气体有些进入乙炔气体,有些溶解在渣浆中。
电石渣浆为灰褐色污浊液体。在静置后分红三有些,弄清液、固体堆积层及中心胶体过渡层。三者份额随静置时刻及环境条件改变呈可逆改换。固体堆积物便是咱们常说的电石废渣。
干电石废渣中首要含Ca(OH)2 ,能够作消石灰的代用品,广泛用在修建、化工、冶金、农业等职业。但当电石废渣含水量>50%时,其形状呈厚浆状,储存、运送艰难,给用户带来不方便。许多厂还因其在运送途中污染路面而带来极大费事。因而电石废渣综合使用的关键是操控含水量。
对环境的影响
电石渣的有效成分和首要成分都为:氢氧化钙质量分数为90.1%,一起还富含氧化硅质量分数为3.5%,氧化铝质量分数为2.5%,及少数的碳酸钙、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,并伴有冲鼻的气味,电石渣浆80%左右的颗粒在l0~15μm之间,通常呈稀糊状,流动性差;电石渣的保水性很强,即便长时刻堆积的陈渣,其含水量质量分数为也高达40%以上;电石渣呈强碱性,数量巨大,运送本钱高,且会构成二次污染;若是就地堆积,常给对周边的环境构成严峻的环境污染,是中国清洗出产和资源循环使用的要点和难点。当前中国的电石渣只要很少数的用于混凝土和水泥浆,大有些的作为固体废渣,没有得到充沛的使用。当前电石渣不光占用许多的土地堆积,并且污染堆积场所邻近的水资源,简单风干起飞灰,构成粉尘和大气污染,是有必要注重和优先处置和使用的工业废弃物。
电石渣的通常使用路径
当前国内电石渣的综合使用路径首要有制成修建资料与作为路基质料, 在环保范畴应用于废气与废水处置, 以及出产一般化工商品等。
1、作为建材与路基质料
电石渣的首要成分是Ca(OH)2, 能够作为出产建材的质料。叶东忠等研讨了以电石渣作水泥混合材时不一样掺量对水泥布局与功能的影响, 结果标明掺入电石渣可使溶液中浓度添加, 缩短水泥的凝集时刻, 进步水泥早中期的抗折、抗压强度, 电石渣掺入量质量分数不宜超越15%。邱树恒用改性电石渣替代石膏磨制硅酸盐水泥, 最佳掺量的质量分数为6.5%左右, 可明显进步水泥的抗压强度。也有用电石渣与粉煤灰配料出产水泥的研讨, 此外还有用电石渣与稻壳灰作为水泥质料和用电石渣与城市废水活性污泥掺入水泥的研讨。使用电石渣-煤渣或电石渣-粉煤灰可制得修建用砖, 高文元等研发的蒸压砖以电石渣和粉煤灰为质料, 抗折强度在5 MPa以上。
除了制成修建资料外, 电石渣也可作为路途路基资料。粉煤灰-电石渣作为路基资料彻底合格,具有施工工期短、功率高的特色, 且能够减低路途本钱, 削减废渣对环境的损害。 2、应用于废气与废水处置
电石渣是碱性固体, 能有效地脱除工业废气中的各种酸性气体。浙江巨化集团将电石渣制成干粉,选用NID技术, 对热电厂烟气的脱硫功率到达90%以上。电石渣也可作为燃煤工业锅炉固硫剂, 按必定份额与煤混匀, 煤焚烧时放出的SO2与电石渣反响生成CaSO3或CaSO4被固定下来。赵晓英等的研讨标明, 焚烧温度为800℃ , 钙硫物质的量比为2.2时电石渣固硫率可到达76.2%, 固硫效果与Ca(OH)2、CaCO3、CaO适当。
电石渣用于工业废水处置, 能够降低本钱, 实现以废治废。电石渣可用于中和酸性废水和电镀废水。此外, 朱龙等将电石渣与聚丙烯酞胺联用管理选煤废水,Ca2+
经过紧缩双电层, 损坏煤泥水中胶粒的稳定性, 使煤泥颗粒发作凝集而沉降。