内蒙古工业大学学报
JOURNAL OF INNER MONGOLIA
第30卷第3期UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Vo1．30No．32011
文章编号：1001－5167（2011）03－0016－03
电石渣循环利用途径
高俊，王素娥，林明丽，智科端
（内蒙古工业大学化工学院，呼和浩特，010050）
摘要：针对目前电石生产过程消耗大量石灰石原料，而同时生产聚氯乙烯
产生大量电石渣废弃的现状，本文提出了将电石渣进行分离后转化为氧化
钙，作为电石生产过程的原料循环使用。
该法既能充分利用资源，又能解
决环境污染，符合循环经济发展的理念。
关键词：电石渣；循环利用；资源化
中图分类号：X78文献标识码：A
0前言
近年来随着世界石油价格的攀升，电石法生产聚氯乙烯又出现方兴未艾的景象，特别在我国西部地区由于具有得天独厚的煤炭、电力和石灰石资源，电石法生产聚氯乙烯已经成为经济发展的一大增长点。
2010年我国电石产量达到了1600万吨，而其中大约80%的电石用于生产聚氯乙烯。
在电石法生产聚氯乙烯的过程中，将产生大量的电石渣，如不加以利用不仅堆放占用土地，同时还对周围的土壤、水体和空气造成污染。
因而实现电石渣的就地转化，按照减量化、再利用、资源化的原则，不断推进循环经济模式，解决当前经济发展与资源、环境之间的矛盾就成为社会迫切关注的问题。
目前关于电石渣的利用和研究一般都是将电石渣进行简单的处理或者不加以任何处理而直接使用，如作为水泥、修筑公路的材料等［1、2］。
但这些利用实际上对电石渣的有效成分未进行充分发挥，没有做到对其资源化方面的效能得以利用，本论文就电石渣的循环利用途径进行探讨。
电石渣循环途径是指将电石法生产聚氯乙烯过程中产生的电石渣，经过适当的分离处理后，使其转化为氧化钙（即生石灰）再作为生产电石的原料，在生产电石与聚氯乙烯的过程中实现循环。
过程的关键是将电石渣转化为氧化钙的方法和步骤。
1电石渣转化氧化钙的实验
1．1原料和实验及测试仪器
电石渣是电石溶解生产乙炔时产生的残渣，其主要成分是氢氧化钙，此外含有少量的硫化物、磷化物、氧化铁、氧化镁、氧化铝、二氧化硅等［3］，过65目筛后的平均粒度为21．8μm。
某企业电石渣主要化学成分分析结果和粒度分布见表1和表2。
表1电石渣主要化学成分（质量分数/%）
Table1the chemical composition of calcium（%）
氧化钙氧化铁氧化镁氧化铝水分酸不溶物灼烧减量
65．440．0510．6953．8211．832．0925．71
作者简介：高俊，内蒙古工业大学化工学院教授，研究方向为化学工程与工艺
基金项目：内蒙古工业大学重点科研基金项目（ZD200613）
652内蒙古工业大学学报2011年
表2电石渣粒度分布（%）
Table2the size distribution of calcium（%）
粒度/nm17966．519331．820800．822381．524082．3
质量分数/%0．913．330．135．820．0
实验设备及其测试仪器80－2型电动离心机，5－12型高温炉，N4PLUS多角度超细颗粒分析仪，D8 ADVANCE X－射线衍射仪，NETZSCH STA409PC/PG热分析仪，JEM－2010高分辨率透射电子显微镜。
1．2实验过程
用电石渣提纯其中的氧化钙可采用物理方法、化学方法或物理和化学方法相结合进行。
由于采用化学方法时原料成本高，过程工艺复杂，加之能耗大，而且会生成更多的废弃物，所以虽然有这方面的报道但并未实现工业化生产［4］。
通常认为从电石渣中回收氧化钙的最简单途径是物理方法，其过程主要包括分离和煅烧两大步骤。
1．3分离过程
（1）离心分离先使电石渣通过机械方法（如机械筛等）将其中的大块及其粗糙的机械杂质去除，同时对长期放置的结块体加以破碎，然后过筛使其粒度控制在一定范围内。
利用不同物质之间的密度差（如氧化钙密度2248kg/m3，氧化铁密度5240kg/m3，氧化镁密度3580kg/m3，氧化铝密度3900kg/m3，二氧化硅2300kg/m3），采用高速离心机可进行分离，杂质去除率可达到70%。
（2）水力旋流分离对过筛后的电石渣在水力旋流器中进行水力旋流分离，控制水流速度分别为0．09m/s，0．20m/s，0．33m/s进行实验，然后取其上层组分进行测定。
结果表明可将其中80%的杂质除去，达到净化提纯的目的。
1．4煅烧过程
将净化后的电石渣进行煅烧，控制在800 900ħ温度条件下煅烧3 4小时。
煅烧过程的目的主要是脱除掉电石渣中的全部水分，并且使含有的少量有机物质挥发，以及碳质完全燃烧，得到氧化钙产品。
通过实验表明在此条件下得到的产品其有效氧化钙含量可达到90%，最高可达到94%，而且活性高（达到2．5分钟以上）。
2结果与讨论
（1）由实验表明，采用物理方法通过分离和煅烧回收的氧化钙可满足电石生产过程的要求（电石生产工艺要求生石灰氧化钙含量92%）。
现在电石法聚氯乙烯生产过程正在积极推广采用干法乙炔发生工艺，这样得到的电石渣为干粉末。
如果将电石渣进行分离（如采用机械分离或者旋风分离的方式）净化除去杂质，然后利用电石生产过程产生的余热（炉气）将其转化为氧化钙后，再返回到电石炉作为生产电石的石灰原料。
如此则可减少生石灰的用量，使电石生产过程实现循环，将节约大量的石灰石资源和制造生石灰的成本。
（2）采用该法循环存在的主要问题是得到的氧化钙为粉末状，而在电石生产过程中，要求氧化钙必须是块状（大约5 30mm），因此需要对粉末态的氧化钙进行造粒。
而目前世界上已经对电石炉进行了大的技术改造，开发出了先进的空心电极技术［5］，采用空心电极技术除了可以降低电极糊的消耗、更加有利于电石炉的操作控制和提高电石产品质量外，其最大的特点就是可使用占总电石炉料25%的粉末生石灰原料，因此为电石渣转化氧化钙进行生产过程的循环利用创造了非常有利的条件，得到的粉末状氧化钙可直接按比例进行投料。
（3）将电石渣转化为氧化钙作为生产电石的原料进行循环利用，是对废弃物电石渣比较合理的一种处理方式。
其主要优点是可实现就地转化，避免远距离运输过程可能造成的二次污染，达到节约资源、保护环境和促进循环经济发展的目的，是电石法生产聚氯乙烯生产企业关注的问题。
参考文献
［1］刘春英．工业废弃物：电石渣的国内现状及其资源化方向［J］．水泥技术，2005（6）：60 62
［2］王欣荣．浅谈电石渣的综合利用［J ］．中国氯碱，2003（8）：36 39
［3］王素娥，高俊，林明丽等．电石渣中氧化钙的回收初探［
J ］．现代化工，2007（27增刊）：450 453［4］袁竟成．用电石渣制取高纯度氧化钙的方法［P ］．中国，1058004A．1992－01－22
［5］熊谟远．电石生产及其深加工产品［M ］．北京：化学工业出版社，2006
The Way of Circulation on Calcium Carbide
GAO Jun ，WANG Sue ，LIN Mingli ，ZHI Keduan
（College of Chemical Engineering ，Inner Mongolia University of Technology ，Hohhot 010050，China ）
Abstract ：Owning to the huge amount of leavings by the process to produce Polyvinylchloride using calci-um carbide as reactant ，and limestone is the raw material to obtain calcium carbide．The thesis studied a cycle way to use calcium oxide of leavings and produce calcium carbide．This way both can use leavings fully and solve the environment problem for corresponding to the idea of circulation economic．
Key words ：calcium Carbide residue ；circulation economic ；reuse 752第3期高俊等电石渣循环利用途径。