整理浅析我国化学工业与环境保护的协调发展.docx
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整理浅析我国化学工业与环境保护的协调发展
浅析我国化学工业与环境保护的协调发展
随着中国现代化的发展,化学工业作为国民经济的支柱产业也得到了长足的发展。
然而这些发展也带给了我国环境不小的负担。
化学工业对环境的污染
化学工业是对环境中的各种紫云园进行化学处理和转化加工的生产部门,其产品和废物从化学组成上将都是多样化的,而且数量也相当大,这些废物在一定浓度以上大多是有害的,有的还是剧毒物质,进入环境就会造成污染。
有些化工产品在使用过程中又会引起一些污染,甚至比生产本身所造成的污染更为严重,更为广泛。
我国的工业污染在环境污染重占70%。
随着工业生产的迅速发展,工业污染的之力工作越来越引起人们的广泛注意。
几十年来,国家在工业污染之力方面惊醒了大量投资,建立了大批治理污染的设施,也取得了比较明显的环境效益。
然而,我国工业污染之力的发展还元月落后于工业声场的发展。
到目前为止,我国工业污染的治理率还很低,工业废水治理率仅20%,工业废气治理率为56%,工业废渣治理率为50%,因此,解决我国工业污染的任务还相当艰巨。
以下是几类化工污染物种和来源:
1、化工生产的原料、半成品及产品:
总共分三类,一时由于化学反应不完全,所有的化工生产中,原料不可能全部转化为半成品或成品,其中有一个转化率的问题。
未反应的原料,虽有部分可以回收再用,但最终总有一部分,印回收不完全或者不可能回收而被排放掉,若化工原料为有害物质,排放后便会造成环境污染;二是由于原料不纯,化工原料,又是本身纯度不够,其中含有榨汁,有些杂质因一般不需要参与化学反应最后要排放掉,而且大多数杂质为有害物质,对环境会造成重大污染,有些化学杂质甚至还参与化学反应,而生成的反应产物同样也是所需产品的杂质。
其对环境而言,也是有害的污染物;三是“跑、冒、滴、漏”,由于生产设备、管道等封闭不严密;或者由于操作水平跟不上;无聊在储存、运输已经生产过程中,往往会造成化工原料、产品的泄露,习惯上称之为“跑、冒、滴、漏”现象。
着一现象不仅造成经济上的损失,同时还可能造成严重的环境污染事故,甚至会带来难以预料的额后果。
2、化工生产过程中排放出的废物:
一是在燃烧过程过程中,化工生产过程一般需要再一定的眼里和围堵下进行,一次,需要有能量的输入,从而要燃烧大量的燃料。
但是在燃料的燃烧过程中,不可避免的要长生大量的废气和烟尘,对环境造成极大的危害;二是由于冷却水部分,冷却水直接或者间接与无聊进行接触,这种冷却方式很容易使水中含有化工原料,进而成为污染物质;三是副反应,化工生产,在进行主反应的同时,惊颤还伴随着一些人们所并不希望得到的副反应和副产物。
虽然可以回收副产物,但是副产物的数量往往不大,且成分有比较复杂,要进行回收必将面对许多技术障碍,且需要好用一定的经费,所以实际上往往将副产物作为废物排气,故会引起环境污染;生产事故造成的化工污染。
总之,化学工业排放出的废物,不外乎是三种形态的物质,即废水、废气和废渣,总称为化工“三废”。
然而,仍和废物本身并非是绝对的“废物”,从某种程度上讲,任何物质对人类来说都是有用的,一旦人们合理的利用废物,就完全能够“变废为宝”。
化学工业的可持续发展
按照目前国际流行的解释,可持续发展是指既满足现代人的需求又不牺牲未来的人们的利益。
换而言之,可持续发展是指人口、经济、社会、资源和环境的协调发展,既达到发展经济的目的,又能保护人类赖以生存的大气、淡水、海洋、土地和森林等自然资源和环境,使我们的子孙后代能够永续发展和安居乐业。
在“十一五”计划中将实现可持续发展作为未来发展的指导方针,明确表明中国不再以“拼能源、毁环境”来发展经济。
化学工业是我国国民经济的重要基础产业部门,化学工业的可持续发展不仅关系着化学工业的健康发展,也直接影响国民经济可持续发展。
但由于化学工业自身固有的特点,其可持续发展面临更大挑战。
实施循环经济是我国化工行业可持续发展的你然选择,这一行业也只有重视工业废物的回收和再生利用,才能提高企业的经济效益。
另外,发展循环经济已经成为一些地方政府和企业的公式,这也为我国化工行业发展循环经济提供了必不可少的条件。
正因为化学工业有以上的特点,所以化学工业试试可持续发展尤为重要。
它的基本内容包含如下几个方面。
1、发展化工产业是实现本行业可持续发展的基础。
2、需要大力提倡和鼓励开拓国内外两个市场、利用国内外两种资源。
一、硫酸渣
硫酸渣的来源与组成
硫酸渣是生产硫酸时焙烧硫铁矿产生的废渣。
目前,我国每年排放硫酸渣约1300万t,除10%左右用于水泥及其他工业作为辅助添加剂外,大部分未加利用,占用了大量的土地,造成环境污染和资源浪费。
1、硫酸渣的来源
当前采用硫铁矿或含硫尾矿生产的硫酸约占我国硫酸总产量的80%以上。
以硫铁矿为原料,采用接触法生产硫酸,按净化工艺流程可分为干法、湿法两大类。
硫铁矿主要由硫和铁组成,伴有少量有色金属和稀有金属,生产硫酸时,其中的硫被提取,铁及其他元素转入烧渣中。
单位硫酸产品的排渣量与硫铁矿的品位及工艺条件有关,当硫铁矿含硫25%~35%时,生产每吨硫酸约产生0.7~1.01t硫酸渣。
2、硫酸渣的组成
不同来源的硫铁矿焙烧所得的矿渣组成不同,但主要含有Fe2O3、Fe3O4、金属硫酸盐、硅酸盐和氧化物以及少量的铜、铅、锌、金、银等有色金属。
表5-1列出了我国部分硫酸企业硫酸渣的主要化学组成。
当前世界上硫酸渣综合利用的方法很多,我国绝大部分硫酸渣采用“分选铁精矿余渣制砖”的方法是可行的。
作为炼铁原料,凡铁品位不低于25%的硫酸渣,从中分选铁精矿都有一定的经济价值,分选工艺与一般铁矿分选工艺差别不大,可根据渣中铁矿物比磁化系数的高低分别采用重力分选或磁选方法来进行经济分析如下:
若每年硫酸渣入选量为2万吨,设从铁品位30的渣中分选出品位60的精矿(品位≥60%的铁精矿可直接用于炼铁),按产率40计算,可年产铁精矿8000吨,品位60的精矿(硫含量≤0.5)每吨售价ll0元,每吨生产成本7O元.吨利润40元,年利润32万元建这样一座选铁车间的总投资50万元左右,生产不到两年.可全部收回投资。
分选铁精矿后尚剩有12000吨余渣,可用于制砖,硫酸渣本身没有胶结能力,但其中含有SiO与AI0a等活性物质。
若加入一定量的石灰压制成砖形,通过化学反应能生成水硬性胶凝物质.从而使砖获得高强度。
试验证明.硫渣砖的单砖抗压强度可达l4.7~19.6MPB.抗折强度为3.43~3.92MPa。
用150号硫渣砖与25号石灰水泥沙浆砌筑麓体,砌体强度为42kg/em,砖与砂浆的粘结性能单向剪切强度为6.3~/cm,达到建筑结构上的要求。
硫渣砖的碳化稳定性、耐腐蚀性、耐水性、综合耐久性均达到或接近粘土烧结砖的性能指标,能满足一般墙体材料要求。
硫酸渣分选铁精矿余渣制砖,技术难度不大,投产后见效快,不仅有较好的经济效益,且对消除污染与保护环境起到忘好作用,也为我国的冶金建材工业开辟了一条新的途径。
二、铬渣
目前我国的铬渣露天积存量已达300万t,经风吹雨淋,流失严重,污染地表水和地下水,危害人体健康和生态环境,引起了广泛关注,因此,开展治理和综合利用铬渣,对于变废为宝、节约土地资源具有十分重要的意义。
1铬渣的来源和组成
铬渣是在重铬酸钠的生产过程中,由铬铁矿、纯碱、白云石、石灰石按一定比例混合,在1100~1200℃高温下焙烧,用水浸出铬酸钠后所得的残渣,其有害成分主要是浸出后剩余的水溶性铬酸钠、酸溶性铬酸钙等呈毒性的六价铬。
若不加以治理,任意排放,经雨水淋沥,则Cr6+会进入水源,污染水质、土壤并危害人体健康。
我国铬盐生产中,每生产1t重铬酸钠产生1.5~2.5t的铬渣。
铬的毒性与其存在形态有关,铬化合物中六价铬毒性最大,具有强氧化性和透过体膜的能力,对人类的危害极大。
我国规定居住区大气中Cr6+最大容许浓度为0.0015mg/m3。
铬渣中的铬主要以六价态的CrO3存在。
铬化合物对皮肤、粘膜有局部刺激作用,可造成溃疡。
吸入含六价铬的气溶胶可造成鼻中隔软骨穿孔,使呼吸器官受损,损伤肝、肾、胃肠道、心血管系统,严重的会造成肺硬化;眼睛受到侵害时,会发生结膜炎,还可能失明;敏感人群会产生皮肤铬湿疹;有皮外伤时,伤口不易愈合。
总之,对人易产生“三致”即致敏、致癌、致畸。
环境中迁移的铬对植物生长有抑制作用,阻滞作物对其它元素的吸收;使动物细胞的代谢功能发生障碍,具有明显的“三致”作用。
铬渣污染已成为最严重的环境问题之一,严重阻碍了铬盐工业的进一步发展。
铬渣的组成
我国铬盐生产多采用纯碱焙烧硫酸法,并添加石灰石、白云石等炉料填充剂。
因此,铬渣因含有大量的钙镁化合物而呈碱性,其组成随原料产地和生产配方不同而有所改变,国内铬渣的物相组成见表5-9。
Cr(Ⅵ)在各物相中的分布情况和溶解性质见表5-10,其中碱性氧化物较多。
表5-9铬渣的主要物相组成
物相
化学式
相对含量/%
方镁石
MgO
≤20
硅酸二钙
β-2CaO·SiO2
≤25
铁铝酸钙
4CaO·Al2O3·Fe2O3
≤25
α-亚铬酸钙
α-CaCr2O3
5~10
铬铁矿
(Mg·Fe)·Cr2O4
中
铬酸钙
CaCrO4
≤1
四水铬酸钠
Na2CrO4·4H2O
2~3
铬铝酸钙
3CaO·Al2O3·CaCrO3·12H2O
1~3
碱式铬酸铁
Fe(OH)·CrO4
≤1
碳酸钙
CaCO3
≤3
水合铝酸钙
3CaO·Al2O3·6H2O
少
α-水合氧化铝
α-Al2O3·H2O
少
硅酸铁
FeSiO3
中
硅酸铬
Cr2SiO3
可能存在
氧化铬
Cr2O3
可能存在
表5-10铬渣中六价铬的主要存在形式及相对含量
物相
Cr6+占干铬渣重(以Cr2O3计)/%
Cr6+的相对含量/%
水溶性
四水合铬酸钠
1.11
41
易溶
铬酸钙
0.63
23
稍溶
铬铝酸钙
碱式铬酸铁
0.34
13
微溶
化学吸附的六价铬
硅酸钙-铬酸钙固溶体
0.48
18
难溶
铬铝酸钙-铬酸钙固溶体
0.13
5
难溶
合计
2.69
100
铬渣的熔融固化与利用
铬渣治理与综合利用的方法可分为固化法、还原法和络合法(应为熔融固化)三类。
国外主要采用固化填埋法,但须加入大量水泥,动力消耗大。
我国以固相还原法为主,用还原剂碳粉、木屑、稻壳、煤矸石、亚铁盐等与铬渣进行高温熔融反应,使铬渣中Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ),最终以玻璃态或尖晶石形态存在,解毒彻底、稳定,但该法需要高温条件,工业化生产能耗大、成本高,因而受到一定限制。
若应用固相还原法,必须积极探索铬渣资源化利用新途径,并与其它固体废弃物一起作为原料,降低能耗,以废治废。
铬渣的熔融固化是将铬渣高温熔化,并在还原气氛中使Cr6+转化为Cr3+,形成含Cr3+的熔体,冷却后成为玻璃态固熔体,可作为产品直接利用。
1、高温熔融法
高温熔融法是将铬渣作为原料,生产自熔性烧结矿,并冶炼含铬生铁,是目前公认的治理铬渣的最好方法之一。
它是铬渣在1400℃以上高温的还原气氛中熔化为玻璃体,使六价铬还原为三价铬,并使三价铬固化于玻璃体中,使其稳定、不再溶出,起到解毒的作用。
我国山东、广东、湖北等铬盐企业采用此方法治理铬渣,取得了良好的效果。
炼铁过程铁矿粉必须与石灰和煤等混合,经高温煅烧成烧结矿后方可供高温熔融炉使用,冶炼过程需加入白云石造渣。
因此,可用氧化镁、氧化钙含量超过50%的铬渣替代部分消石灰用于烧结矿,不仅可节约石灰石、白云石及其采掘、运输等费用,而且经过高温还原将铬渣中六价铬还原为三价铬,进而还原为金属铬,既回收利用了铬资源,又达到了六价铬解毒的目的。
2、渣高温熔融法解毒原理
铬渣是由50%~60%碱性氧化物、10%左右氧化铁等基本成分所组成。
我国铁矿石一般是半自熔性的,炼铁过程需加入大量含氧化钙、氧化镁的白云石作为助溶剂才有利于造渣。
而高炉炼铁基本上采用选矿后的主要原料,必须经过加入适量的石灰、白云石的烧结才可使用。
而铬渣中含50%~60%的氧化钙和氧化镁,因此,可用铬渣代替部分石灰、白云石用于烧结矿的生产。
在烧结矿炼铁过程中,铬渣中除含有较高的碱性氧化物和铁外,还含有Cr6+(以Cr2O3计)和Cr2O3。
烧结过程是还原气氛,高温熔融炉冶炼的整个过程也是还原气氛,因此,六价铬被还原成三价铬,再还原成金属铬,达到了铬渣解毒的目的。
当烧结过程温度为1000~1400℃时,由于碳和铁的存在,铬渣中六价铬先被碳还原,后被铁及烧结过程产生的一氧化碳和亚铁还原。
在炼铁过程中,由于液相炉渣和大量炽热焦炭充分接触,未被还原的剩余六价铬被完全还原。
烧结过程中的主要反应式如下:
4Na2CrO4+3C=Na2O+3Na2CO3+2Cr2O3
2Na2CrO4+3CO=Cr2O3+2Na2O+3CO2↑
2CaCrO4+3CO=Cr2O3+2CaO+3CO2↑
Cr2O3+MeO=Me(CrO2)2
式中:
Me代表烧结矿中的Ca、Mg、Fe等。
高温熔融炉冶炼过程的主要反应式如下:
CrO3+3C=2Cr+3CO↑
Fe2O3+3C=2Fe+3CO↑
FeO·Cr2O3+4C=Fe+2Cr+4CO↑
MgO·Cr2O3+3C=MgO+2Cr+3CO↑
通过以上一系列的反应,铬渣中六价铬基本被还原为三氧化二铬或金属铬,达到解毒目的。
3、温熔炼铬渣的利用
高温熔炼铬渣生产含铬生铁与冶炼普通生铁的生产工艺是相近的,但生产目的不同,后者以生产合格生铁为主要目的,同时生产副产品水渣(水渣是高炉炼铁过程产生的固体排放物),而前者以生产合格水渣为主,副产品为含铬生铁,从而达到治理铬渣的目的。
高温熔融法是公认的解毒彻底的方法,国外主要有制铬铁合金、用作玻璃着色剂、制瓷料和人造骨料等几类。
我国利用该法治理铬渣有铬渣代替石灰石、白云石作炼铁造渣剂,利用铬渣、钒渣制炼铁烧结矿,铬渣、硫酸渣制炼铁烧结矿,高温熔融炼铁联产水泥、人工骨料、矿渣棉、玻璃砖和拌煤发电等。
(1)高温熔炼铬渣用做玻璃着色剂
在玻璃窑炉1400℃~1500℃高温下,不仅铬渣中水溶性六价铬被熔融分解,而且进入硅酸钙和铁铝酸钙晶格的酸溶性六价铬也随其一并熔入玻璃溶液中,在高温酸性环境中CrO3原本就不稳定,能自发热分解。
另外玻璃窑炉中仍存在少量未完全燃烧的一氧化碳,有利于CrO3还原为三价铬并离解成Cr3+。
因此铬渣中六价铬得以全部还原,并在玻璃熔体冷却固化后封固在玻璃体内,不会溶出,亦不会氧化成六价铬。
铬渣价廉易得,用于烧制玻璃时,Cr(VI)在高温熔融态下被微量的CO彻底还原为Cr(III),将玻璃染成浅绿色或翠绿色,因此,可做玻璃着色剂。
铬渣含有与生产玻璃的主要原料成分相近的MgO、CaO、A12O3、SiO2等,故可用于制造微晶玻璃。
该法的优点是Cr(VI)解毒彻底,玻璃稳定性好,铬渣资源化利用程度高;铬渣代替铬矿粉所得的玻璃色彩鲜明,质量有所提高;经高温氧化燃烧的铬渣是含有一定量熔剂的活性物质,能降低玻璃料的熔融温度、缩短熔化时间、节约能源;铬渣中除铬离子可使玻璃着色外,MgO、CaO、A12O3、SiO2等也是玻璃的有用成分,因此用铬渣可相应减少某些原料加入量,有效地降低生产成本。
铬渣做玻璃着色剂的缺点是对铬渣的处理量较小,在着色的过程中,粉碎、筛分工序易引起含Cr6+的粉尘飞扬,造成二次污染,但是制造微晶玻璃时铬渣的用量大,值得进一步研究和推广。
(2)高温熔炼铬渣制钙镁磷肥
生产钙镁磷肥常用助溶剂蛇纹石,它是含氧化镁30%~38%、二氧化硅35%~40%以及铁、钴、镍、铬和微量铂族元素的硅酸盐矿物。
铬渣与蛇纹石的主要成分十分相近,因此用铬渣替代蛇纹石做助熔剂,使其与磷矿在高温熔融下用水骤冷,使磷酸三钙转变为非晶型存在于玻璃体中,其中五氧化二磷大部分能溶于2%柠檬酸中,即能被植物吸收。
田间试验表明其肥效与用蛇纹石制造的钙镁磷肥相同,而且节省了蛇纹石,每吨成本降低10%以上,每吨钙镁磷肥大约可处理铬渣400kg,但需防止铬渣钙镁磷肥累积施肥对土壤和地下水的二次污染。
(3)高温熔炼铬渣烧结炼铁
铬渣中CaO和MgO含量与白云石中的相当,可以替代或者部分替代白云石做为烧结炼铁的熔剂。
将铬渣与铁矿粉、煤粉混合在烧结炉中烧结后,送高炉冶炼,炉内高温和一氧化碳强还原气氛将铬渣中六价铬还原为三价铬甚至金属铬,实现铬渣的无害化处理。
铬渣粒度越小,解毒效果越好,考虑到碎磨的成本,铬渣粒度一般为5mm;煤掺入量以4%-5%为宜,过低会造成Cr(VI)还原不彻底,过高会将Fe2O3还原成FeO,降低烧结矿的品质。
此外,原料在1200~1400℃高温区的停留时间也影响还原的效果,一般控制在15min左右。
锦州铁合金厂的实践经验表明:
Cr(VI)还原率可达99%以上,成品烧结矿中残留Cr(VI)量小于5mg/kg,符合铬盐工业污染物排放标准。
该技术的优点是铬渣彻底解毒并充分利用,处理能力大,资源化程度高,经济效益显著;缺点是需要对炼铁车间进行适当改造,以防止含铬粉尘和废水的二次污染。
铬渣的其它利用方法
铬渣硬度大、熔点高,所以常将铬渣制成铸石、砖等建筑材料,或用作某些产品的替代原料,使Cr(Ⅵ)转变成Cr3+或金属铬,达到解毒和资源化综合利用的双重目的。
比较成熟的综合利用铬渣的方法有:
(1)铬渣用于生产水泥
铬渣的化学成分和物相组成与烧制水泥的熟料组分类似,其中CaO、A12O3、SiO2、Fe2O3的含量约占铬渣质量的60%,且主要以硅酸二钙和铁铝酸钙的形式存在,约占铬渣干基质量的50%。
将铬渣、焦炭粉和辅料按比例和要求的碱度计量后,混匀、成型,在900~1400℃高温下烧结,使铬渣中Cr6+还原为Cr3+。
在控制铬渣掺入量的前提下,水泥固化后形成的不连续的凝胶孔对Cr(VI)具有固定作用,可进一步降低水泥中Cr(Ⅵ)的毒性。
铬渣用于生产水泥有三种方式:
一是铬渣干法解毒后,与水泥熟料、石膏磨混制得水泥,铬渣用量约为成品水泥的10%;二是铬渣替代氟化钙作为矿化剂烧制水泥熟料,铬渣用量占水泥熟料的2%;三是铬渣作为水泥的部分原料烧制水泥熟料,铬渣用量约占水泥熟料的5%~10%。
三种方式的铬渣用量主要取决于原料石灰石的含镁量。
我国每年水泥产量10亿t左右,为铬渣烧制水泥提供了广阔的市场空间。
但是,铬渣制水泥存在的主要问题是焙烧温度过高,铬从气相中逸出,需要采取适当措施,消除二次污染。
(2)铬渣制砖
铬渣与煤、黏土混合可烧制建筑用砖。
研究表明,由于原料中大量黏土在高温下呈酸性,加之砖坯中煤及其氧化后CO的作用,有利于Cr6+分解为Cr3+,使成品砖所含Cr6+明显下降,特别是制青砖的饮窑(用泥封窑顶,然后在上面圈一个池子,用水将池子灌满,水顺着缝隙渗下去,砖就慢慢地变成了青灰色)工序会形成CO,不仅将红褐色氧化铁还原为青灰色的Fe3O4,而且进一步将残余Cr6+解毒,效果更好。
不同温度和添加物条件下,铬渣掺入量为3%~30%,解毒效果均良好;当掺入量小于20%时,砖的抗压强度、抗折强度和吸水率均能达到普通烧结砖的国家标准。
煅烧温度越高越有利于Cr(Ⅵ)的还原,一般控制在970℃以上;当温度为1180℃、铬渣掺入比为30%、粒度为550μm时,仍然能够达到理想的解毒效果。
用煤矸石掺入铬渣烧制煤矸石砖,铬渣掺入量为3.7%时,Cr(VI)解毒率大于99%,该方法的热源全部来自废弃的煤矸石,不需要消耗额外的煤。
铬渣制砖工艺简单、运行费用低,节约黏土资源,缺点是需要球磨机磨碎铬渣,一次性投资高,且铬渣制造的砖价低廉,生产成本较高,销售受到限制,其运输可能造成二次污染。
(3)旋风炉附烧铬渣
煤灰的主要成分是SiO2和Al2O3,熔点比较高,为了实现旋风炉的液态排渣,通常需要加入含CaO和MgO的白云石作助溶剂,同煤灰中SiO2、Al2O3生成低共熔物,以熔液形式附着在旋风筒壁,并顺壁排出炉外水淬。
铬渣中CaO和MgO含量在50%以上,并含有其它碱性物,完全可以替代白云石做旋风炉煤灰的助熔剂。
将铬渣研磨至90μm,与煤按质量比(20~30):
100混合,在1400~1600℃高温下,Cr(Ⅵ)被CO还原为Cr3+,熔融后沿炉筒排出炉外,水淬骤冷,水淬渣中Cr2O3和残留的极微量Cr(Ⅵ)被玻璃体包裹,可用做铺路材料。
该技术的优点是铬渣处理量大,可替代石灰石做助熔剂,节省石灰石资源,旋风炉中具有较强的还原氛围和非常高的温度(1400~1600℃),使铬渣解毒比较彻底;旋风炉附烧铬渣,采用二级除尘和尾灰全回熔系统,可有效地消除含铬尾灰对大气环境的污染。
(4)利用铬渣生产耐火材料
镁质耐火材料的高温性能除取决于主晶相方镁石外,还受其间结合相控制,由镁铬尖晶石结合的镁质耐火制品例如镁铬砖在2300℃以下不会出现液相。
东北大学利用沈阳新城化工厂排放的铬渣生产高级耐火材料,用50%~60%的轻烧镁配加40%~50%的浸出铬渣,合成耐火温度高于1670℃的耐火材料,用做碱性子炉底料和转炉、电炉喷补料的原料。
制成的镁铬砖还可用于平炉炉顶、有色金属冶炼、水泥窑等高温带或玻璃窑蓄热室等场合。
(5)铬渣的其它用途
5%的铬渣与黏土混合成型、干燥、煅烧成普通砖,其MU(块体强度等级)值为100~150。
将铬渣与黄河滩土、燃煤炉灰等粉碎捏合经高温煅烧,烧成物即为人工骨料。
将铬渣经风化筛分后,进行打浆湿磨到一定粒度,经水洗、过滤等操作,可生产出钙铁粉。
此外,铬渣还可生产铸石、矿渣棉等。
铬渣经过还原、分离、浸出、蒸发、酸化等工序,可制成Na2Cr207、Na2S等产品;铬渣与废盐酸混合,加入解毒剂、添加剂,可制成铬黄、石膏和氧化镁等。
三、电石渣
电石渣的来源与组成
碳化钙(CaC2)俗称电石。
电石是有机合成化学工业的基本原料之一,由电石制取的乙炔(C2H2)广泛应用于化工、机械加工等行业,如生产聚氯乙烯树脂(PVC)、金属焊接与切割。
以电石为原料,加水(湿法)生产乙炔的工艺简单成熟,至今已有60余年工业史。
电石加水生成乙炔的同时,也生成氢氧化钙,电石中的杂质也参与反应生成氢氧化钙和其他气体:
CaC2+2H2O=C2H2+Ca(OH)2
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,固体Ca(OH)2微粒逐步从溶液中析出,整个体系由真溶液向胶体溶液、粗分散体系过渡,微粒子逐步合并、聚结、沉淀,在沉淀过程中又因粒子互相碰撞、挤压,促使颗粒进一步结聚、长大、失水,沉淀物逐步变稠,俗称电石渣浆。
此外电石中不参加反应的固体杂质如矽铁、焦炭等也混杂在渣浆中。
副反应产生的气体部分进入乙炔气体,部分溶解在渣浆中。
电石渣浆为灰褐色浑浊液体。
在静置后分成三部分,澄清液、固体沉积层及中间胶体过渡层。
三者比例随静置时间及环境条件变化呈可逆变换,固体沉积物即是电石渣。
电石渣化学成份如表5-11所示。
表5-11电石渣化学成分分析(%)
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
f-CaO
C
Loss
2.69~7.13
2.22~3.36
0.48~3.36
65.4~65.85
0.2
39~61.2
2.15
13.7~22.48
1t电石加水可生成300多kg乙炔气,同时生成10t含
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- 整理 浅析 我国 化学工业 环境保护 协调发展