电石渣及其综合利用.doc

电石渣及其综合利用 电石渣是在水解电石制取乙炔时大量排放的工业废渣，其主要化学成份为Ca (OH),, 1998年全国用电石法生产聚氯乙烯约88. 4万吨，共产生电石渣约160-170万吨，且聚氯乙烯的产量每年都在增加。目前对于无法利用的固体废弃物的处理方法大多采用填埋法，占用了大量土地，企业需支付大量的征地与管理费用，而且还会通过渗透污染填埋场周边的水源，使水源、土地碱化，对人类生存环境造成危害。 电石渣是在水解电石制取乙炔时大量排放的工业废渣，排放量约为电石产量的75%-85%。这类固体废弃物目前的利用率不足50，有些工厂、有些地区甚至还低于此数。目前对于无法利用的固体废弃物的处理方法大多采用填埋法，占用了大量土地，企业需支付大量的征地与管理费用，而且还会通过渗透污染填埋场周边的水源，使水源、土地碱化，对人类生存环境造成危害。由此可见，电石渣作为工业废料不仅占用大量耕地，而且严重污染环境。 电石渣产生的过程。 聚氯乙烯是一种用途非常广泛的化工产品，如用于生产PVC板材、管材、型材、薄膜等。中国国内现有聚氯乙烯生产企业70余家，2000年聚氯乙烯年产量达到240万吨，居世界第三位。化工厂采用电石法生产聚氯乙烯单体时，需要用碳化钙做原材料生产乙炔。碳化钙(CaCz)，俗名电石，是石灰石经化学加工而制得的一种重要化工原料。1892年法国人H.迈桑和美国人TL.威尔森同时开发了电炉还原制碳化钙法。目前电炉还原法是工业上生产碳化钙的唯一方法，将氧化钙与焦碳在2000-2200℃下进行还原反应: CaO+3C一CaCZ+ CO一480644.64J (1. 1) 碳化钙(CaCz)与水或水蒸气发生反应，生成乙炔并放出大量的热: CaC2+2Hz0一C2Hz+Ca (OH)，+125185.32J(1.2) 之后乙炔与氯化氢在转化器内通过触媒HgClz转化生成氯乙烯单体，继而再生成聚氯乙烯。 碳化钙(CaCz)与水反应产生乙炔的同时，也产生了电石渣废水，其主要化学成份为Ca (OH) z，含有少量杂质。经过对其化学成分分析，电石渣的化学成分与消解的石灰膏极其相似。其中的氢氧化钙( Ca(OH)_)即为俗称的电石灰，外观呈灰白色。经由乙炔发生器排放到沉淀池的电石灰含水量相当人，经加速沉淀后，含水量降至100%-150%，但仍具流动性。堆放一段时间后，电石灰含水量基本保持在90%左右，长时间堆放的电石灰其含水量也可达50%以上。从现场抽样测试情况看，放置较长时间的电石灰堆，其表层30cm己经碳化，在不同程度上形成一层硬壳:在不同堆放时间、堆放部位的电石灰，其含水量、氧化钙镁含量见下表4. 1 . 电石渣的基本性能研究 从样品表观分析，电石渣呈灰白色，有一种刺鼻异味，含水量较大，大约在60%一80%，呈膏状，含水量降低时，呈块状、粉状。干燥后其细度较高，成匀质粉末状。 电石渣是在生产乙炔的过程中产生的，其化学反应式为: CaCz+2Hz0一C,Hz+Ca (OH) z+ 125185.32)(2.I) 其中的氢氧化钙(Ca (OH) 1)即为俗称的电石渣，经由乙炔发生器排放到沉淀池的电石渣含水量相当大。堆放一段时间后，电石渣含水量基本保持在70%一90%左右，长时间堆放的电石渣其含水量也可达50%以上。从施工现场看，放置较长时间的电石渣堆，其表层形成一层硬壳，抑制了内部水分的蒸发。电石渣颗粒均匀，活性物质主要为氢氧化钙(Ca (OH) z)，在堆放状态下，随着水份的减少，电石渣中氢氧化钙(Ca (OH) z)失去了外围水膜的保护，空气中的二氧化碳(Col)更容易与之反应形成碳酸钙(CaCO:,)，使其活性降低。 1电石渣的化学成分 电石渣是在水解电石制取乙炔时大量排放的工业废渣，其主要成分为Ca (OH) l，有少量杂质。它的化学成分如表1所示: 表1电石渣化学成分 CaO Mg0 FeIO., A120、 烧失量 各项和 62.14 0.65 0.15 2.23 25.49 90.66 67.67 0.09 0.11 2.62 24.75 95.24 2 电石渣在自然环境下化学成分随时间的变化 电石渣自然环境下7天内化学成份的变化如表2所示 表2电石渣自然环境下一周化学成分变化表 样品存放时间(天) 检测结果(%) CaO MgO Fe.,O; A110、烧失量 各项和 0 62.14 0. 65 0.15 2.23 25.49 90.66 1 57.35 0. 74 0. 15 2.18