馬虎林

(寧夏錦河能源科技有限公司，寧夏 銀川 750021)

1 典型廢礦物油基本概述

1.1 廢礦物油的含義

廢礦物油就是一種對(duì)礦物能源提取精煉后，在開采、加工和使用過程中因?yàn)槭艿酵饨缫蛩赜绊懀淖兞吮旧淼奈锢硇阅芎突瘜W(xué)性能而不能繼續(xù)使用的礦物油。一般情況下，廢礦物油中會(huì)有一些有毒有害的物質(zhì)殘留，例如重金屬物質(zhì)、苯系物等。如果在處理廢礦物油時(shí)沒有采取適當(dāng)?shù)奶幚矸桨福瑫?huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，并且會(huì)使土壤產(chǎn)生毒素，導(dǎo)致植物死亡，對(duì)人體健康也會(huì)造成嚴(yán)重威脅。

但是，廢礦物油還有比較高的再生利用價(jià)值，通過一些再生技術(shù)可以將廢礦物油轉(zhuǎn)化為基礎(chǔ)油、柴油以及燃料油等可使用產(chǎn)品。再生利用技術(shù)也是我國目前對(duì)廢礦物油主要的研究方向。 廢礦物油是一種危險(xiǎn)廢物和資源的共同體，因?yàn)檫@種雙重屬性，所以，現(xiàn)階段國內(nèi)很多相關(guān)研究都比較注重對(duì)廢礦物油的再生利用技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新，對(duì)廢礦物油中的污染物特征與歸趨問題的研究比較少。本文主要根據(jù)對(duì)幾種典型廢礦物油中的重金屬濃度特征進(jìn)行分析研究，同時(shí)對(duì)典型廢礦物油的再生利用工藝中的重金屬歸趨進(jìn)行分析，為廢礦物油的污染評(píng)價(jià)提供具體準(zhǔn)確的參考數(shù)據(jù)。

1.2 典型廢礦物油的材料和處理方法

首先，選定某車輛維修、化工合成等典型廢礦物油生產(chǎn)企業(yè)，進(jìn)行典型廢礦物油的生產(chǎn)工藝調(diào)查，對(duì)典型廢礦物油進(jìn)行取樣。采樣時(shí)，將廢礦物油混勻，保證取樣具有代表性。采取的材料樣品為2 kg。采集的樣品材料有以下六種典型廢礦物油：廢機(jī)油、廢淬火油、廢冷凍機(jī)油、廢防銹油、廢液壓油以及廢白油。完成取樣后將樣品材料放在廣口棕色玻璃瓶中，運(yùn)輸至實(shí)驗(yàn)室，并將其放在溫度固定為8℃的冷藏室中進(jìn)行保存。

對(duì)廢礦物油樣品進(jìn)行處理時(shí)，按照《原子吸收或ICP光譜儀分析油中金屬的酸消解方法》進(jìn)行。取樣時(shí)，一定要注意再次搖勻保證樣品的代表性。對(duì)樣品進(jìn)行處理時(shí)具體按照以下流程進(jìn)行：首先，稱取0.5 g廢礦物油樣品，將其和0.5 g高錳酸鉀粉末混合；其次，加入1.0 mL濃硫酸進(jìn)行攪拌，使其充分反應(yīng)；第三步，加入2.0 mL濃硝酸攪拌，使其充分反應(yīng)；第四步，加入10 mL濃鹽酸，加熱反應(yīng)后，對(duì)樣品進(jìn)行過濾，并用氨水調(diào)節(jié)過濾后的溶液，確保其pH值為弱堿性；第五步，在溶液中加人1 g磷酸銨進(jìn)行攪拌過濾，然后對(duì)溶液進(jìn)行加熱處理，去除多余的氨；最后，在溶液中加人1 mL濃硝酸，確定溶液量為100 mL。同時(shí)使用ICP-MS對(duì)溶液中的重金屬濃度進(jìn)行分析測(cè)定。方法檢測(cè)限是0.01μg/L。對(duì)每個(gè)樣品要進(jìn)3次重復(fù)處理，確保數(shù)據(jù)測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2 幾種廢礦物油中的重金屬濃度分析

2.1 幾種典型廢礦物油分析

2.1.1 廢車用潤滑油

車用潤滑油主要是因?yàn)楦邷匮趸?、薄層氧化、燃料以及混入雜質(zhì)等原因變成廢礦物油。車用潤滑油的類型比較多，常見的有發(fā)動(dòng)機(jī)油、自動(dòng)變速器油、制動(dòng)器油、齒輪油以及潤滑脂等。在采集樣品的過程中，因?yàn)樽詣?dòng)變速器油、制動(dòng)器油、齒輪油與潤滑脂等產(chǎn)生的廢油量比較少，所以，與廢發(fā)動(dòng)機(jī)油一起進(jìn)行混合采集。

2.1.2 廢淬火油

淬火油的特性主要有高冷卻性、高燃點(diǎn)、高熱氧化安定性、高閃點(diǎn)等。廢淬火油主要是因?yàn)榇慊鹩驮谑褂眠^程中混入雜質(zhì)造成的。淬火油的更換周期為1.5～2a，每次更換2～3t。采集樣品時(shí)，對(duì)廢淬火油進(jìn)行集中采集。淬火油產(chǎn)廢系數(shù)是0.8～0.9。

2.1.3 廢冷凍機(jī)油

造成冷凍機(jī)油變質(zhì)的主要原因是氧化反應(yīng)、混入水分或雜質(zhì)等。冷凍機(jī)油的使用環(huán)境密閉性較強(qiáng)，損耗較少，產(chǎn)廢系數(shù)為0.9。通常情況下，要隔1年或者一年半進(jìn)行更換冷凍機(jī)油。對(duì)廢冷凍機(jī)油可以集中采集。

2.1.4 廢液壓油

混入雜質(zhì)和氧化作用會(huì)造成液壓油變質(zhì)。一般來說，對(duì)液壓油進(jìn)行更換的時(shí)間不要超過一年，可以對(duì)液壓油進(jìn)行集中收集。造成也要有損耗的主要原因是液壓系統(tǒng)的滴漏問題，產(chǎn)廢系數(shù)是0.8～0.9。

2.1.5 廢防銹油

防銹油在使用過程中也會(huì)混入雜質(zhì)、水分變成廢油。產(chǎn)廢系數(shù)是0.1～0.2，主要是因?yàn)殍T件表面損失造成損耗。

2.1.6 廢白油

白油的適用范圍比較廣，紡織、化纖、電力、農(nóng)業(yè)以及石油化工等各個(gè)領(lǐng)域都會(huì)使用到白油。白油變質(zhì)的主要原因是混入雜質(zhì)、水分，還有氧化作用也會(huì)對(duì)白油產(chǎn)生影響。而在鋰電池的PE膜的生產(chǎn)工藝過程中，對(duì)白油的質(zhì)量要求比較高，因此，在生產(chǎn)過程中混入少量的二氯甲烷就會(huì)使白油無法繼續(xù)使用，產(chǎn)生廢白油。并且在該生產(chǎn)過程中白油幾乎無損耗，產(chǎn)廢系數(shù)約是1。

2.2 典型廢礦物油中的重金屬濃度

經(jīng)過對(duì)以上六種典型廢礦物油樣品進(jìn)行檢測(cè)分析，可以看出廢礦物油中主要的重金屬有中Cr(鉻)、Ni(鎳)、Zn(鋅)、Cu(銅)、Pb(鉛)、Mo(鉬)與Ba(鋇)7種，其他被檢測(cè)出來的重金屬濃度較低，也有一些重金屬未被檢測(cè)。這幾種重金屬濃度的情況有以下特點(diǎn)：(1)重金屬中Zn的濃度含量比較高，每千克中含6.89～511.98 mg，平均含量為74.36 mg/kg；(2)Cr、Cu、Mo、Ba含量濃度相對(duì)較低，平均含量是8.30、6.72、9.74、4.59 mg/kg；(3)Ni和Pb的濃度最少，平均含量分別是0.79和0.37 mg/kg。

2.3 典型廢礦物油再生利用分析

現(xiàn)階段，我國經(jīng)常使用的對(duì)廢礦物油的處置方法有：再生利用、焚燒處置等。但是，也同樣存在一些地區(qū)不顧法律法規(guī)對(duì)廢礦物油進(jìn)行隨意排放和丟棄，造成環(huán)境的嚴(yán)重污染，對(duì)人體健康也產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。

廢礦物油的再生利用技術(shù)可以分為簡(jiǎn)單再生利用和深度再生利用兩種。其中簡(jiǎn)單再生就是通過簡(jiǎn)單的加熱、沉淀、過濾等方式對(duì)廢礦物油進(jìn)行凈化處理，也可以加入適當(dāng)?shù)奶砑觿?，使廢礦物油可以循環(huán)利用。但是這種再生利用方式中廢礦物油中還是會(huì)含有大量的重金屬以及其他有害物質(zhì)，可能會(huì)降低機(jī)械設(shè)備的使用性能。而深度再生利用就是通過蒸餾、裂解以及加氫等方法對(duì)廢礦物油進(jìn)行再次生產(chǎn)的過程。這種再生利用技術(shù)相對(duì)復(fù)雜，技術(shù)成本也相對(duì)較高，但是可以得到質(zhì)量較好的基礎(chǔ)油、柴油以及燃料油。其中，加氫精制處理工藝是廢礦物油處理最終路線，廢礦物油中的各種雜質(zhì)對(duì)催化劑的壽命影響非常大，因此，加氫工藝路線最需要解決的問題其實(shí)就是預(yù)處理問題。在預(yù)處理階段通過一定的物料手段或是化學(xué)手段將其中對(duì)催化劑有影響的雜質(zhì)有效去除，這是保證加氫工藝成功的必要條件。預(yù)處理工藝的主要流程包括：循環(huán)加熱-常壓汽提-丙烷抽提-減壓汽提-丙烷抽提-加氫精制：首先將廢油中的水分常壓蒸餾分離出來，然后進(jìn)行第一次丙烷抽提以除去油泥、氧化物和一部分添加劑，脫去丙烷的油去減壓蒸餾，在進(jìn)行丙烷抽提除去殘留添加劑，最后全部潤滑油餾分全部去加氫，在氫壓和催化劑的作用下，使油品中的硫、氧、氮等有害雜質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的硫化氫、水、氨而除去，并使烯烴和二烯烴加氫飽和、芳烴部分加氫飽和，以改善油品質(zhì)量。經(jīng)過加氫精制后的基礎(chǔ)油可以達(dá)到Ⅱ類基礎(chǔ)油的標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品價(jià)值得到最大的提升。加氫精制工藝是一項(xiàng)指的推廣應(yīng)用的再生利用技術(shù)。

3 結(jié)論

通過對(duì)幾種典型的廢礦物油中的重金屬濃度特征進(jìn)行分析研究，可以得出以下幾個(gè)結(jié)論：(1)經(jīng)過相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)不同的典型非礦物質(zhì)油內(nèi)的重金屬濃度存在一定差異，并且這種差異還會(huì)受到生產(chǎn)工藝和工作環(huán)境的影響。(2)為了有效避免廢礦物油可能會(huì)對(duì)環(huán)境造成的嚴(yán)重污染，需要根據(jù)不同的廢礦物油的生產(chǎn)工藝和工作環(huán)境，制定具體可行的處理方案。(3)廢礦物油中的重金屬的去向和處置方式與再生利用技術(shù)有緊密的聯(lián)系。對(duì)廢礦物油進(jìn)行再生利用時(shí)，大部分成為廢渣，極少部分殘留在再生產(chǎn)品中。而對(duì)廢礦物油進(jìn)行焚燒處置后，大部分重金屬成為煙氣和底灰。

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