電石渣生產氧化鈣

中國科學院過程工程研究所、中國電石工業(yè)協(xié)會、內蒙古億利化學工業(yè)有限公司、億利潔能股份有限公司達拉特分公司、陜西金泰氯堿神木化工有限公司。

項目　指標

優(yōu)等品　合格品

總鈣（CaO）w/% ≥　92　88

氧化鈣（CaO）w/% ≥　85　80

氧化鎂（MgO）w/% ≤　1.6

鹽酸不溶物w/% ≤　2.8　3.8

氧化鋁（Al2O3）w/% ≤　1.6

氧化鐵（Fe2O3）w/% ≤　1.6

硫（S）w/% ≤　0.18

磷（P）w/% ≤　0.02

二氧化硅（SiO2）w/% ≤　2.5　3.5

生燒過燒w/% ≤　6.0

粒度（粒徑20~63mm）w/% ≥　90.0

活性度10 min，4 mol/L，（40±1） ℃/mL ≥　330　280

抗壓強度/N ≥　650　390

落下強度DS/% ≥　95.02100433B

徐妍、薛衛(wèi)東、姜勇、林榮毅、魏強、楊傳瑋、焦陽、王虎、張國杰、席引尚、趙馳峰、王曉嵐、文一帆、侯軒、楊峰、何秀梅、劉菁、孟憲忠、王紅旗、鄭柯。

美國肯塔基州路易斯維爾城煉氣廠（AirReduction Plant）自1941年起生產商品乙炔，1963年生產水平為60萬磅 C₂H₂/日。該廠電石渣漿場面積達100英畝，堆高達100英尺。在1963年冬季突然坍塌，電石渣漿將毗鄰著名的古德里奇廠的聚氯乙烯裝置設備掩埋，成為當年轟動美國的一大新聞，賠款100萬美元。

乙炔是生產聚氯乙烯（PVC）的主要原料。按生產經驗，每生產1 t PVC產品耗用電石1.5-1.6t，同時每t電石產生1.2t電石渣（干基），電石渣含水量按90%計，那么每生產1t PVC產品，排出電石渣漿約20t。由此可見，電石渣漿的產生量大大超過了PVC的產量。大多數PVC生產廠家將電石渣漿經重力沉降分離后，上清液循環(huán)利用；電石渣經進一步脫水，其含水率仍達40%-50%，呈漿糊狀，在運輸途中易滲漏污染路面，長期堆積不但占用大量土地，而且對土地有嚴重的侵蝕作用。要想從根本上解決問題，只有在技術上謀求突破，尋求新的治理工藝，綜合利用，化害為利，變廢為寶。

在電石乙炔法生產聚氯乙烯產品時，電石（CaC₂）加水生成乙炔和氫氧化鈣，其主要化學反應式如下：

CaC₂ 2H₂O﹦C₂H₂ Ca(OH)₂ 127.3 KJ/克分子

在電石和水反應同時，電石中雜質也參與反應生成氫氧化鈣和其他氣體：

CaO H₂O﹦Ca(OH)₂

CaS 2H₂O﹦Ca(OH)₂ H₂S↑

Ca₃N₂ 6H₂O﹦3Ca(OH)₂ 2NH₃↑

Ca₃P₂ 6H₂O﹦3Ca(OH)₂ 2PH₃↑

Ca₂Si 4H₂O﹦2Ca(OH)₂ SiH₄↑

Ca₃As₂ 6H₂O﹦3Ca(OH)₂ 2AsH₃↑

Ca(OH)₂在水中溶解度小，固體Ca(OH)₂微粒逐步從溶液中析出。整個體系由真溶液向膠體溶液、粗分散體系過渡，微粒子逐步合并、聚結、沉淀，在沉淀過程中又因粒子互相碰撞、擠壓，促使顆粒進一步結聚、長大、失水，沉淀物逐步變稠，俗稱電石渣漿。此外電石中不參加反應的固體雜質如矽鐵、焦炭等也混雜在渣漿中。副反應產生的氣體部分進入乙炔氣體，部分溶解在渣漿中。

電石渣漿為灰褐色渾濁液體。在靜置后分成三部分，澄清液、固體沉積層及中間膠體過渡層。三者比例隨靜置時間及環(huán)境條件變化呈可逆變換。固體沉積物即是我們常說的電石廢渣。

干電石廢渣中主要含Ca(OH)₂，可以作消石灰的代用品，廣泛用在建筑、化工、冶金、農業(yè)等行業(yè)。但當電石廢渣含水量>50%時，其形態(tài)呈厚漿狀，貯存、運輸困難，給用戶帶來不便。很多廠還因其在運輸途中污染路面而帶來極大麻煩。因此電石廢渣綜合利用的關鍵是控制含水量。

含一定水量的電石廢渣及滲濾液亦是強堿性，也含有硫化物、磷化物等有毒有害物質。根據《危險廢物鑒別標準》（GB5085—2007），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《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。