电石渣应用研究与进展

2018-09-07连永强刘红民

中国氯碱 2018年8期

连永强，刘红民

（中国平煤神马氯碱发展有限责任公司，河南平顶山 467001）

电石是有机合成工业的重要原料，主要用于生产乙炔，进一步生产聚氯乙烯（PVC）、醋酸乙烯（VAc）、氯丁橡胶（CR）、三氯乙烯（TCE）、四氯乙烯（PCE）、双氰胺（DICY）等化工产品。电石渣是电石水解时产生的废渣，主要成分除Ca（OH）2外，还含有CaCO3[1]、Fe2O3、SiO2、Al2O3等金属的氧化物、氢氧化物及少量有机物，其主要化学组分见表1，中国平煤神马氯碱发展有限责任公司生产电石渣化学组分见表2。

表1 电石渣的主要化学组分（干基）

表2 该公司电石渣化学组分（干基）

每吨电石水解产生1.2 t电石渣（干基），电石渣含水量90%左右，经过沉降压滤后含水一般在35%左右，即每吨电石水解后产生约2 t的电石渣。

1 早期电石渣的处理方法

早期处置方法是对电石渣浆进行固液分离，便于贮存，主要方法有自然沉降法和机械分离法[1]。经过初步处置的电石渣大都填埋或废弃。

2 电石渣应用研究进展

随着工业发展与技术进步，电石渣的应用范围越来越广，归纳起来主要在3个领域，即建材、环保和化工。

2.1 建材

建材行业主要用于生产水泥、制砖和做路基材料。

（1）用电石渣大比例替代石灰石原料生产水泥，能有效降低水泥生产成本，具有良好的经济效益。具体生产工艺有机立窑工艺、湿法回转窑工艺、湿磨干烧工艺，新型干磨干烧工艺。

（2）用电石渣、煤渣等为主要原料生产标准建筑砖，减少因粘土砖而毁坏良田的情况。另外还可以制免烧砖，碳化砖等，砖的抗压强度在5 MPa以上，达到相关建材标准。

（3）做路基原料

根据交通部颁发的行业标准《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034-93），有效钙含量在20%以上的等外石灰、贝壳石灰、珊瑚石灰及电石渣等，通过实验，只要混合料的强度符合标准，就可以应用做路基原料。而试验结果表明，电石渣稳定土的强度等指标达到了规范的要求，适于做筑路材料。使用电石渣代替生石灰的技术能使筑路工程造价降低30%。

2.2 环保

在环保上，电石渣主要用于生产脱硫剂、处理酸性废水。

电石渣主要成分是Ca（OH）2，强碱性，能有效吸收酸性气体。脱硫能力比商品Ca（OH）2高20%，成本仅为商品Ca（OH）2的三分之一。

目前，美国ALANCO公司的荷电干吸收剂喷射脱硫系统（CDSI）和瑞典ABB公司的循环流化床脱硫系统（CFD）均采用电石渣作为脱硫剂。在国内，浙江巨化、太原第一热电厂、新疆石河子天富集团所有热电厂均已成功使用电石渣做脱硫剂进行烟气脱硫，效果很好，中国平煤神马集团建有用电石渣做脱硫剂的生产线，产品已开始在集团内部电厂试用[2]。

利用电石渣的强碱性，可以中和处理酸性废水，还可以处理含砷、含氟、含铬电镀废水，对某些废水还起到沉淀混凝作用[3]。湖北宜化利用电石渣处理纯碱生产过程中的废水，每天使用电石渣约 2 000 t。

2.3 化工产品

利用电石渣中主要成分是Ca（OH）2的这一特性，可以代替熟石灰生产纯碱、过氧化钙、漂白液、漂粉精、环氧乙烷、环氧丙烷等多种化工产品。

3 电石渣应用研究最新进展

中国平煤神马集团氯碱发展有限责任公司2017年生产PVC树脂30万t，产生约60万t电石渣。经过该公司技术人员的研发，每天所产的电石渣几乎全部消耗完，主要应用在以下3个方面。

（1）做道路基材和脱硫剂。该公司与民营企业合作建成3套电石渣干燥生产线，根据客户需要将电石渣干燥成含水1%～10%的产品，分别出售给高速公路、公路、腻子粉、电厂等企业，每天烘干约1 500 t。

（2）用于氧化铝生产。拜耳法氧化铝生产工艺是用生石灰、铝矿石、碱液作为原料生产氯化铝。鲁山某氧化铝年产规模为120万t，每天用生石灰520 t，每吨生石灰价格350元。目前，已使用200 t电石渣，代替生石灰电石渣到厂价格70元。该公司自2017年5月使用后，产品质量不仅没有变化，还节约了原料费用。目前正在技改，改造后将由每天使用200 t改为500 t电石渣，每天将节约生石灰购买费用8万元，效益非常明显。

（3）生产液体氯化钙。该公司利用聚合氯化铝生产装置，将电石渣放入带搅拌的反应池，加适量的次氯反应、消减电石渣中的硫、磷，然后再添加盐酸，通过观察反应产物的pH值，待反应产物为弱碱性时停止加酸，然后将反应产物经压滤机压滤后并将其得到液体氯化钙，输送至盐水工序，使氯化钙溶液与淡盐水中硫酸根发生反应生成硫酸钙沉淀，达到脱除淡盐水中硫酸根的目的。此项目每天消耗电石渣100 t，耗盐酸200 t，节约盐水除硫酸根费用千余元。取得了一定的经济效益和环保效益。