電石廢渣處理和綜合利用途徑

電石廢渣處理和綜合利用途徑摘要：本文介紹紹了用電石乙乙炔法生產(chǎn)PVC時產(chǎn)生電石石廢渣的形成成機理，干電電石廢渣的組組成和性質(zhì)及及電石廢渣的的處理方法；；并對其各種種處理方法的的優(yōu)缺點進行行了綜合論述述。電石廢渣渣及其滲濾液液含有毒有害害物質(zhì)，應屬屬Ⅱ類一般工業(yè)業(yè)固體廢物，堆堆放處置時必必須采取防滲滲措施并作填填埋處置。關(guān)關(guān)鍵字：電石石廢渣處理綜合利用生產(chǎn)環(huán)氧丙丙烷氯酸鉀一、概述乙炔（C22H2）是基本有有機合成工業(yè)業(yè)的重要原料料之一，以電電石（CaC2）為原料，加加水（濕法）生生產(chǎn)乙炔的工工藝簡單成熟熟，至今已有有60余年工業(yè)史史，目前在我我國仍占較大大比重。1t電石加水可可生成300多kg乙炔氣，同同時生成10t含固量約12%的工業(yè)廢液液，俗稱電石石渣漿。它的的處置一直令令生產(chǎn)廠頭痛痛。美國肯塔基基州路易斯維維爾城煉氣廠廠（AirReeductiion

PPlant）自1941年起生產(chǎn)商商品乙炔，1963年生產(chǎn)水平平為60萬磅C2H2/日。該廠電電石渣漿場面面積達100英畝，堆高高達100英尺。在1963年冬季突然然坍塌，電石石渣漿將毗鄰鄰著名的古德德里奇廠的聚聚氯乙烯裝置置設備掩埋，成成為當年轟動動美國的一大大新聞，賠款款100萬美元。乙炔是生產(chǎn)產(chǎn)聚氯乙烯樹樹脂（PVC）的主要原原料，按生產(chǎn)產(chǎn)經(jīng)驗，每生生產(chǎn)1tPPVC產(chǎn)品耗用電電石1.5～1.6t，同同時每t電石產(chǎn)生1.2t電石渣（干干基），電石石渣含水量按按90％計，那么么每生產(chǎn)1tPPVC產(chǎn)品，排出出電石渣漿約約20t。由此可見見，電石渣漿漿的產(chǎn)生量大大大超過了PVC的產(chǎn)量。大大多數(shù)PVC生產(chǎn)廠家將將電石渣漿經(jīng)經(jīng)重力沉降分分離后，上清清液循環(huán)利用用；電石渣經(jīng)經(jīng)進一步脫水水，其含水率率仍達40%～50%，呈漿漿糊狀，在運運輸途中易滲滲漏污染路面面，長期堆積積不但占用大大量土地，而而且對土地有有嚴重的侵蝕蝕作用。要想想從根本上解解決問題，只只有在技術(shù)上上謀求突破，尋尋求新的治理理工藝，綜合合利用，化害害為利，變廢廢為寶。二、電石廢渣形形成機理在電石乙炔炔法生產(chǎn)聚氯氯乙烯（PVC）產(chǎn)品時，電電石（CaC2）加水生成成乙炔和氫氧氧化鈣，其主主要化學反應應式如下：CaC2++2H2OC2H2+Ca((OH)2+127..3KJ//克分子在電石和水水反應同時，電電石中雜質(zhì)也也參與反應生生成氫氧化鈣鈣和其他氣體體：CaO+H2OCa(OHH)2CaS+2H2O

Ca(OOH)2+H2S↑Ca3N22+6H2O3Ca(OOH)2+2NHH3↑Ca3P22+6H2O3Ca(OOH)2+2PHH3↑Ca2Sii+4H2O2Ca(OOH)2+SiiH4↑Ca3Ass2+6H2O

3Ca((OH)2+2AAsH3↑Ca(OHH)2在水中溶解解度小,固體Ca(OHH)2微粒逐步從從溶液中析出出。整個體系系由真溶液向向膠體溶液、粗粗分散體系過過渡，微粒子子逐步合并、聚聚結(jié)、沉淀，在在沉淀過程中中又因粒子互互相碰撞、擠擠壓，促使顆顆粒進一步結(jié)結(jié)聚、長大、失失水，沉淀物物逐步變稠，俗俗稱電石渣漿漿。此外電石石中不參加反反應的固體雜雜質(zhì)如矽鐵、焦焦炭等也混雜雜在渣漿中。副副反應產(chǎn)生的的氣體部分進進入乙炔氣體體，部分溶解解在渣漿中。電石渣漿為為灰褐色渾濁濁液體。在靜靜置后分成三三部分，澄清清液、固體沉沉積層及中間間膠體過渡層層。三者比例例隨靜置時間間及環(huán)境條件件變化呈可逆逆變換。固體體沉積物即是是我們常說的的電石廢渣。三、電石廢渣的的組成和性質(zhì)質(zhì)電石渣漿進進入濃縮池進進行沉降處理理后，取其上上清液分析，組組成見表1。表1電電石渣上清液液組成

質(zhì)量濃度，mg/lPHSSCODS2-PC2H2Ca(OH)2212-14500200-4000100-4000150-2000900-17000從表2可可以看出，電電石渣漿廢水水是強堿性,同時還含有有硫化物、磷磷化物等有毒毒有害物質(zhì)，且且多項指標超超過國家排放放標準。其中中硫化物排入入河道后，在在細菌參與下下和水中溶解解的氧發(fā)生反反應生成硫酸酸鹽：S2-+OO2SO42-干電石廢渣渣中Ca(OHH)2含量大于95%。其組成和和一般消石灰灰相仿。西德德赫斯特化學學公司認為完完全符合西德德國家標準。經(jīng)經(jīng)過干燥的電電石廢渣組成成詳見表2表2

干電電石廢渣組成成表

（%wt、干基）名

稱含量Ca(OH)2296.30SiO21.41Al2O31.33CaSO40.34C0.14Fe2O30.12CaS0.08CNS－0.01CaCO3痕量Cl痕量p痕量由上表可知知，干電石廢廢渣中主要含含Ca(OHH)2，可以作作消石灰的代代用品，廣泛泛用在建筑、化化工、冶金、農(nóng)農(nóng)業(yè)等行業(yè)。但但當電石廢渣渣含水量>50%時，其形態(tài)態(tài)呈厚漿狀，貯貯存、運輸困困難，給用戶戶帶來不便。很很多廠還因其其在運輸途中中污染路面而而帶來極大麻麻煩。因此電電石廢渣綜合合利用的關(guān)鍵鍵是控制含水水量。含一定水量量的電石廢渣渣及滲濾液亦亦是強堿性,也含有硫化化物、磷化物物等有毒有害害物質(zhì)。根據(jù)據(jù)《危險廢物物鑒別標準》（GB5085—1996），電石廢渣屬Ⅱ類一般工業(yè)固體廢物；若直接排到海塘或山谷中，采用填海、填溝的有規(guī)則堆放時，根據(jù)《化工廢渣填埋場設計規(guī)定》HG20504—92，對Ⅱ類一般工業(yè)固體廢（物）渣，必須采取防滲措施并作填埋處置。四、電石廢渣的的處理方法4.1填海、填填溝有規(guī)則堆堆放一些建設在在濱?；蛏絽^(qū)區(qū)的工廠,一直以來將將電石渣直接接排到海塘或或山谷中，填填海填溝有規(guī)規(guī)則堆放，幾幾呼沒有作防防滲處理。此此法占地面積積大，污染嚴嚴重。4.2自然沉降降后出售大多數(shù)廠采采用自然沉降降法。將電石石渣漿排入沉沉淀池或低凹凹的空地上，靠靠自然蒸發(fā)待待渣漿沉淀后后，再用人工工或用鏟車、抓抓斗挖掘出來來對外出售。堆堆放場地同樣樣沒有作防滲滲處理。自然沉降法法處理效果不不穩(wěn)定，受環(huán)環(huán)境及氣象條條件影響。特特別是南方，雨雨水量大，蒸蒸發(fā)量小，雨雨季沉淀物含含水量高，一一般在50%～60%呈厚漿漿狀。根本無無法挖掘和利利用。4.3電石廢渣渣代替石灰石石制水泥電石廢渣制制水泥在國內(nèi)內(nèi)已有眾多成成熟的企業(yè),如:吉林化工廠廠、天津化工工廠、貴州有有機化工總廠廠、山西省化化工廠等，有有的在70年代就建成成工業(yè)規(guī)模裝裝置，專有一一條水泥生產(chǎn)產(chǎn)線消化電石石廢渣。如吉吉化公司采用用濃縮池將渣渣漿濃度由5%～8%濃縮到35%、砂泵送入入料槽，在分分去一部分上上清液后和砂砂巖、粘土漿漿配制成水泥泥生料，再送送回轉(zhuǎn)窯煅燒燒制水泥。據(jù)調(diào)查,現(xiàn)現(xiàn)在全國約有有不少生產(chǎn)線線在運行,生產(chǎn)工藝普普遍采用濕法法工藝(也有少數(shù)采采用立窯生產(chǎn)產(chǎn)),與一般采用用石灰石為主主要原料的濕濕法工藝比較較,由于電石渣渣含水量高,流動性差,為保證料漿漿的入窯流動動性,其含水量在56%左右。比一一般石灰石配配料的濕法窯窯料含水量高高50%～55%,因此熱耗比比一般濕法高高20%左右。如吉吉化公司水泥泥廠，年產(chǎn)水水泥10～20萬t，其燒成熱熱耗高達7955kJ/kgg.cl。又由于入窯窯料漿水分含含量高,窯的預熱部部分負荷較重重,出窯尾廢氣氣溫度較一般般濕法生產(chǎn)線線低50～60℃,因此窯的產(chǎn)產(chǎn)量較同規(guī)格格以石灰石為為配料的生產(chǎn)產(chǎn)線低20%～25%。另外,Ca(OOH)2分解時產(chǎn)生生水蒸汽,導致出窯尾尾廢氣中水蒸蒸氣含量增大大,影響電除塵塵器的使用效效率及壽命,所以在石灰灰石豐富的地地區(qū),電石廢渣生生產(chǎn)的水泥在在市場中不如如石灰石生產(chǎn)產(chǎn)的水泥受歡歡迎。按照國辦發(fā)發(fā)(19999)49號文的要求,不再新建水水泥企業(yè),在建材行業(yè)業(yè)內(nèi)部已實行行“總量控制,結(jié)構(gòu)調(diào)整”的政策,這說明:其一,水泥市場已已經(jīng)飽和;其二建材與與化工是不同同的行業(yè),結(jié)構(gòu)調(diào)整,建材的水泥泥市場不是讓讓位于化工的的水泥市場,國家沒有這這個產(chǎn)業(yè)政策策,而是與更具具競爭力的水水泥企業(yè)進行行競爭,市場已經(jīng)飽飽和的競爭對對手更加強大大,在這樣的環(huán)環(huán)境中生存是是艱難的。由于水泥項項目技術(shù)較復復雜、能耗高高、占地面積積大、投資較較大、市場飽飽和、競爭力力又弱,在市場經(jīng)濟濟中,市場決定著著企業(yè)的生死死存亡,一旦市場惡惡化,將無法生產(chǎn),所以電石廢廢渣制水泥增增加了制約自自身的因素,限制了企業(yè)業(yè)的發(fā)展。4.4生產(chǎn)生石石灰作為電石石原料前文提到美美國肯塔基州州路易斯維爾爾城煉氣廠（AirReeductiion

PPlant），很早意意識到電石渣渣漿處理的緊緊迫性。在1948年建成日產(chǎn)60t生石灰試驗驗裝置。在1959年至1962年建成二套330t//a生石灰生產(chǎn)產(chǎn)裝置。運行行安全可靠、年年開工天數(shù)近近350天。電石生產(chǎn)石石灰工藝：脫脫水后得到含含固量60%的電石廢渣渣，用螺旋運運輸機輸送，在在造粒機長度度四分之三處處均勻分配至至造粒機內(nèi)，造造粒制成5～20mm大小小不等的園球球，再經(jīng)氣流流干燥爐（350℃）干燥，回回轉(zhuǎn)爐（900～1000℃）煅燒。干干燥爐內(nèi)物料料的干燥是利利用回轉(zhuǎn)爐內(nèi)內(nèi)來的熱廢氣氣干燥的。煅煅燒成的回收收石灰流入缷缷料斗，裝車車運送到電石石廠作電石原原料。石灰產(chǎn)品的的規(guī)格CaO

不小于86％

CO2不不小于1.0％水分0.5％雜質(zhì)（Fee2O3、H2、SiO3）不大于13％粒度5～20mm原料及動力力消耗（以生生產(chǎn)1t石灰計）電石渣1.33tt水

8m3電37Kwhh蒸汽0.16tt煤粉0.1111t氮氣3m3燃料氣388m3燃料油0.0011t此方法技術(shù)術(shù)路線可行，作作為探索生產(chǎn)產(chǎn)石灰，應是是最好的治理理方法,這是因為:第一,生產(chǎn)石灰的的投資不到生生產(chǎn)水泥的十十分之一;第二,石灰是電石石生產(chǎn)的原料料,不存在另尋尋市場的問題題,以鈣為載體體實現(xiàn)電石廢廢渣—石灰—電石—電石廢渣這這樣的閉路循循環(huán);第三,減少制約自自身的因素,電石法PVC可將規(guī)模進進一步擴大,以提高競爭力,同時也保護護了石灰石礦礦源,新的電石廢廢渣制石灰所所產(chǎn)生的經(jīng)濟濟效益和社會會效益遠非其其他治理方法法可比。但能耗大，回回收石灰重作作電石原料也也只能摻入電電石原料的20%，不宜過多多，因為回收收石灰中含硫硫、磷雜質(zhì)多多，將影響電電石質(zhì)量。4.5生產(chǎn)輕質(zhì)質(zhì)磚山東水泥制制品廠成功地地研制出利用用電石廢渣生生產(chǎn)輕質(zhì)煤渣渣磚，其產(chǎn)品品質(zhì)量達到同同類產(chǎn)品的質(zhì)質(zhì)量標準。此磚以濃縮縮的廢電石廢廢渣（含水39.6%）為主要原原料，摻入少少量的水泥，與與經(jīng)過破碎的的煤渣（粒徑徑<20mm）、碎石料料按電石廢渣渣:水泥:碎石:煤渣=3.2::1.1:33.2:2..5的比例攪拌拌均勻,經(jīng)砌塊成型型機加壓成型型，自然養(yǎng)護護28天左右，可可出廠銷售。輕質(zhì)電石－－煤渣磚強度度達到普通紅紅磚強度，符符合小型空心心砌塊國家標標準，投資省省、成本低、產(chǎn)產(chǎn)品自重輕，可可以在常溫、常常壓下進行生生產(chǎn)養(yǎng)護，節(jié)節(jié)約能源，其其成本是普通通粘土磚的60%，是混凝土土砌塊的50%。使用電石石廢渣生產(chǎn)的的輕質(zhì)磚應用用廣，既作到到了電石廢渣渣的綜合利用用，提高了經(jīng)經(jīng)濟效益，變變廢為寶，也也保護了環(huán)境境，是一舉兩兩得的好產(chǎn)品品。

但是在輕質(zhì)質(zhì)煤渣磚的生生產(chǎn)過程中,電石廢渣作作為鈣質(zhì)原料料加入,其加入量有有限,一般不超過15%～35％,對于排渣量量大的企業(yè),是難以消化化完全的,而且煤渣磚磚的市場銷路路不暢,也制約了該該產(chǎn)品的發(fā)展展。4.6電石廢渣渣用作化工原原料生產(chǎn)環(huán)氧丙烷環(huán)氧丙烷是是一種重要的的化工原料，以以丙烯、氧氣氣和熟石灰為為原料的氯醇醇化法生產(chǎn)環(huán)環(huán)氧丙烷工藝藝過程中需要要大量的熟石石灰。福建省東南南電化公司是是電石乙炔法法生產(chǎn)PVC（700000t/a）的大型企企業(yè)，目前將將電石渣送往往湄州灣氯堿堿工業(yè)公司代代替熟石灰生生產(chǎn)環(huán)氧丙烷烷，其化學反反應式如下：：丙烯氣、氯氯氣和水在管管式反應器和和塔式反應器器中發(fā)生反應應生成氯丙醇醇，氯丙醇與與經(jīng)過處理后后的電石渣混混合后送入環(huán)環(huán)氧丙烷皂化化塔，氯丙醇醇與Ca(OHH)2（電石渣）發(fā)發(fā)生皂化反應應生成環(huán)氧丙丙烷。由于電石渣渣中Ca(OHH)2的質(zhì)量分數(shù)數(shù)高達90%以上，而國國內(nèi)熟石灰中中Ca(OHH)2的平均質(zhì)量量分數(shù)僅為65％，因此，采采用電石渣不不僅使環(huán)氧丙丙烷的生產(chǎn)成成本下降約130元/t，而且其中中未反應的固固體雜質(zhì)處理理量比用熟石石要少得多。利利用電石渣生生產(chǎn)環(huán)氧丙烷烷，不僅充分分利用電石渣渣資源，實現(xiàn)現(xiàn)了變廢為寶寶，化害為利利，而且生產(chǎn)產(chǎn)的環(huán)氧丙烷烷質(zhì)量穩(wěn)定，符符合標準。生產(chǎn)氯酸鉀用電石渣代代替石灰生產(chǎn)產(chǎn)氯酸鉀，其其生產(chǎn)過程是是：先將電石石渣漿中的雜雜質(zhì)除去后進進入沉淀池，得得到濃度為12%的乳液，用用泵將電石渣渣乳液送至氯氯化塔并通入入氯氣、氧氣氣。在氯化塔塔內(nèi)，Ca(OHH)2與Cl2、O2發(fā)生皂化反反應生成Ca(CllO3)2;去除游離氯氯后，再用板板框壓濾機除除去固體物，將將所得溶液與與KCl進行復分解解反應生成KClO3溶液，經(jīng)蒸蒸發(fā)、結(jié)晶、脫脫水、干燥、粉粉碎、包裝等等工序制得產(chǎn)產(chǎn)品氯酸鉀（KClO3）。其反應應式是：Ca(OHH)2+Cl2+O2

Ca(CClO3)2+H2OCa(CllO3)2

+KKClKCllO3+CaCll2每生產(chǎn)1tt氯酸鉀，利利用電石渣10t，可節(jié)省石石灰4t，每噸產(chǎn)品品可節(jié)省原料料費420元。用電石渣代代替石灰生產(chǎn)產(chǎn)氯酸鉀（KClO3），技術(shù)可可