王維

摘要：隨著氯堿行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，電石渣的排放及堆存量日益增長，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染、土地與鈣資源浪費。針對電石渣的資源化利用難題，在分析電石渣組成、結(jié)構(gòu)特點的基礎(chǔ)上，對其在建材、化工材料和環(huán)保治理方面的研究進(jìn)行綜述，重點討論了資源綜合利用的問題及研究趨勢。加快推進(jìn)電石渣資源化利用，將有效減少電石生產(chǎn)過程的能源消耗和污染物排放，有助于推動電石法聚氯乙烯生產(chǎn)綠色發(fā)展，對加強能源資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：電石渣循環(huán)利用;綠色低碳

引言

隨著環(huán)境形勢的日益嚴(yán)峻，人們的環(huán)保意識逐漸增強，為打贏污染防治攻堅戰(zhàn)，響應(yīng)國家號召，適應(yīng)國家發(fā)展，電石渣是電石法生產(chǎn)聚氯乙烯工藝的主要副產(chǎn)物，每生產(chǎn)1噸聚氯乙烯約產(chǎn)生電石渣廢料2噸左右，具有產(chǎn)生量大、堿性強、不易運輸、侵蝕土壤等特點。當(dāng)前，我國電石渣產(chǎn)生量達(dá)3400萬噸/年（干基），我國企業(yè)經(jīng)過多年的探索與研發(fā)，將電石渣制成氧化鈣再成型用于電石生產(chǎn)的循環(huán)利用技術(shù)已取得了顯著進(jìn)步，為我國電石渣零排放、規(guī)模化高值利用提供了樣板，解決了電石生產(chǎn)上游原料高品質(zhì)石灰石資源緊缺、下游乙炔制備產(chǎn)生大宗固廢電石渣處理的難題。加快推進(jìn)電石渣資源化利用，將有效減少電石生產(chǎn)過程的能源消耗和污染物排放，有助于推動電石法聚氯乙烯生產(chǎn)綠色發(fā)展，對加強能源資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。

1電石渣循環(huán)利用概述

電石渣是電石水解制取乙炔氣、聚氯乙烯、聚乙烯醇等產(chǎn)品后排出的工業(yè)固體廢渣，其主要成分是Ca（OH）2，并含有少量雜質(zhì)。由于電石渣的附加值較低，企業(yè)通常采用堆存或填埋的方法來處置電石渣，這既增加了企業(yè)的管理支出費用，又加重了周邊土地和水環(huán)境的鹽堿化。考慮到電石渣主要成分同石灰相似，如果能將其代替石灰用作道路填筑膠結(jié)材料，則可在降低道路施工和電石渣處置成本的同時，還能有效緩解因電石渣堆埋帶來的環(huán)境污染問題。使用電石渣配料，不僅提高了生料質(zhì)量、解決了二氧化硫排放問題，還實現(xiàn)了生產(chǎn)水泥熟料綜合利用工業(yè)廢渣的目的，達(dá)到以廢治廢，變廢為寶，同時也減少了電石渣對環(huán)境污染，實現(xiàn)了資源化綜合利用。

2電石渣新工藝技術(shù)

2.1工藝原理

用生石灰和濕電石渣按合適的比例進(jìn)行高速的混合攪拌，以達(dá)到對電石渣進(jìn)行破碎和濕度整定的目的，混合后的濕度控制在15%左右，然后把整定和破碎后的混合物傳送到顆粒分離器中。來自于脫硫進(jìn)口煙道的一部分熱煙氣進(jìn)入顆粒分離器中，一方面能取得干燥的目的，另一方面是把小顆粒的生石灰和電石渣混合物輸送到吸收塔塔底進(jìn)行二次干燥破碎，進(jìn)一步降低電石渣中剩下的含水率，達(dá)到干燥的目的，滿足脫硫反應(yīng)的需要。顆粒分離器中大顆粒掉落至底部，通過傳送裝置重新回到攪拌設(shè)備中進(jìn)行攪拌二次破碎，然后再進(jìn)入顆粒分離器中分離。

2.2技術(shù)線路

電石渣干法脫硫新工藝就是要摒棄目前主要采用的高能耗電石渣干燥制備系統(tǒng)，充分利用現(xiàn)有干法脫硫系統(tǒng)的能力，進(jìn)行濕電石渣的干燥處理以滿足脫硫的目的。新技術(shù)是利用干法的生石灰和濕電石渣混合進(jìn)行濕度整定，再利用脫硫進(jìn)口煙道的熱能進(jìn)行混合物的干燥與分級，分級后的混合物輸送到塔底進(jìn)行二次干燥破碎并參與脫硫反應(yīng)，由于在塔內(nèi)干燥破碎的同時，通過蒸發(fā)吸熱，從而實現(xiàn)了脫硫煙氣的余熱利用，脫硫煙氣溫度的降低也減少了塔內(nèi)噴水量，大大節(jié)約了脫硫用水。

3電石渣循環(huán)利用助力綠色低碳發(fā)展

3.1酸性工業(yè)廢水治理

工業(yè)廢水主要集中在造紙、印刷、化工、紡織、電鍍和鋼鐵等行業(yè)。治理酸性廢水方法主要通過中和原理，如添加火堿、燒堿、石灰乳和堿性廢水等，而添加不同物質(zhì)產(chǎn)生的治理成效和運行成本差異很大。電石渣含有豐富的氫氧化物，呈強堿性，可替代目前市場上常用的石灰、石灰石、氧化鎂等中和劑。電石渣中和廢水的典型應(yīng)用是對煤礦酸性廢水的凈化，選用細(xì)粒徑的電石渣，其消融特性更好，游離鈣含量高，能更快地升高溶液的pH值，同時可大幅降低溶液中鐵、亞鐵和錳的濃度，在處理含有鹽酸的廢水時，還可制備高純度的氯化鈣產(chǎn)品;但電石渣在處理酸性廢水時，迅速釋放大量的OH-和Ca2+，導(dǎo)致出水pH>10，直接使用易造成二次污染。

3.2建筑砌塊的制備

電石渣漿具有較好的反應(yīng)活性，濃縮后與煤渣、水泥等均勻混合后經(jīng)砌塊成型，可生產(chǎn)輕爐渣磚、加氣混凝土砌塊、石膏砌塊等。電石渣替代生石灰生產(chǎn)傳統(tǒng)的加壓混凝土砌塊時，存在提供熱量不均勻的問題，導(dǎo)致不能加快料漿中發(fā)泡的增稠速率，使毛坯穩(wěn)定性降低，最終導(dǎo)致粗坯失穩(wěn)、預(yù)固化時間延長。Cai等采用微波加熱技術(shù)固化混凝土制品解決了受熱不均的問題，使預(yù)固化時間縮短0.5～1.0h，蒸壓加氣混凝土砌塊性能得到有效提升，并達(dá)到國標(biāo)優(yōu)等品指標(biāo)要求。

3.3安全環(huán)保效益

目前發(fā)生器出來的渣漿匯集至一二線渣漿池后，再由渣漿泵送至壓濾裝置。由于渣漿池為長方體設(shè)施，電石渣漿中夾帶的硅鐵等雜質(zhì)容易沉積在渣漿池的底部和四角，運行時間長就會導(dǎo)致渣漿池容積變小、緩沖能力下降，硅鐵等雜質(zhì)沉積后也會導(dǎo)致渣漿池攪拌跳閘、渣漿泵進(jìn)口管道堵塞等事故頻繁發(fā)生。電石渣漿中攜帶的硅鐵對渣漿管道、閥門沖刷磨損十分嚴(yán)重，同時由于發(fā)生器溢流含固量在10%左右，導(dǎo)致壓濾機進(jìn)料時間加長，對濾板、濾布的損害非常嚴(yán)重，且壓濾機設(shè)備投用臺數(shù)增多，維修和備品備件等消耗增加，生產(chǎn)費用升高、裝置運行穩(wěn)定性差，影響安全生產(chǎn)。

3.4電石渣漿濃縮池封閉方案

電石渣漿濃縮池膜結(jié)構(gòu)加蓋技術(shù)通常采用鋼支撐反吊氟碳纖膜結(jié)構(gòu)，采用該種抗腐蝕能力很強的膜材把廢氣罩住，鋼結(jié)構(gòu)在外面將膜懸吊，這種加蓋工藝可以解決鋼結(jié)構(gòu)由于與腐蝕性氣體接觸而帶來的腐蝕問題，發(fā)揮了鋼結(jié)構(gòu)的性能，實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)骨架與覆蓋材料的完美結(jié)合，有耐腐蝕性好、跨度大、安裝快捷、密封性好、檢修方便等特點。

3.5加強電石渣原料利用

傳統(tǒng)建材生產(chǎn)消耗大量石灰石等原生資源，利用工業(yè)固廢和低品位原料制備高性能建筑材料已成為研究熱點，從而減少原生礦物的大量消耗。電石渣中含有大量氫氧化鈣，粒徑較小，反應(yīng)活性高，因此電石渣是一種典型的可用于替代石灰石的二次資源，在規(guī)?；{的同時降低了建筑成本。電石是生產(chǎn)聚氯乙烯產(chǎn)品重要的基礎(chǔ)化工原料。但是適合電石使用的石灰石資源稀少，我國的電石原料石灰石產(chǎn)地分散，主要分布于內(nèi)蒙古烏海市海南區(qū)、鄂爾多斯市鄂托克旗、山西省的朔州市山陰縣、甘肅省永登縣等。加上各石灰石產(chǎn)區(qū)加強對石灰石礦山開采的管理，石灰石的產(chǎn)量受限、質(zhì)量下降，電石生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)常面臨石灰石供應(yīng)不足、石灰石以次充好的困境，嚴(yán)重制約電石行業(yè)的正常運行。

結(jié)束語

電石渣含有豐富的鈣源，是生產(chǎn)化工產(chǎn)品的重要原料，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。目前應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)線的成熟工藝不多，如氯堿廠和氨堿廠聯(lián)合利用電石渣代替石灰乳生產(chǎn)純堿的工藝以及電石渣代替石灰用于氯醇化法生產(chǎn)環(huán)氧丙烷。建議繼續(xù)加大電石渣資源化利用技術(shù)的開發(fā)，特別是電石渣生產(chǎn)氧化鈣直接生產(chǎn)電石，以及電石渣生產(chǎn)氯化鈣、納米碳酸鈣等高附加值精細(xì)化工產(chǎn)品。同時，電石渣的資源化利用應(yīng)因地制宜，與當(dāng)?shù)仄髽I(yè)、資源聯(lián)系起來，與現(xiàn)有工藝結(jié)合起來，形成電石渣循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)電石渣的資源化循環(huán)利用。

參考文獻(xiàn)

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