电石渣生产氧化钙

中国科学院过程工程研究所、中国电石工业协会、内蒙古亿利化学工业有限公司、亿利洁能股份有限公司达拉特分公司、陕西金泰氯碱神木化工有限公司。

项目　指标

优等品　合格品

总钙（CaO）w/% ≥　92　88

氧化钙（CaO）w/% ≥　85　80

氧化镁（MgO）w/% ≤　1.6

盐酸不溶物w/% ≤　2.8　3.8

氧化铝（Al2O3）w/% ≤　1.6

氧化铁（Fe2O3）w/% ≤　1.6

硫（S）w/% ≤　0.18

磷（P）w/% ≤　0.02

二氧化硅（SiO2）w/% ≤　2.5　3.5

生烧过烧w/% ≤　6.0

粒度（粒径20~63mm）w/% ≥　90.0

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

抗压强度/N ≥　650　390

落下强度DS/% ≥　95.02100433B

徐妍、薛卫东、姜勇、林荣毅、魏强、杨传玮、焦阳、王虎、张国杰、席引尚、赵驰峰、王晓岚、文一帆、侯轩、杨峰、何秀梅、刘菁、孟宪忠、王红旗、郑柯。

美国肯塔基州路易斯维尔城炼气厂（AirReduction Plant）自1941年起生产商品乙炔，1963年生产水平为60万磅 C₂H₂/日。该厂电石渣浆场面积达100英亩，堆高达100英尺。在1963年冬季突然坍塌，电石渣浆将毗邻著名的古德里奇厂的聚氯乙烯装置设备掩埋，成为当年轰动美国的一大新闻，赔款100万美元。

乙炔是生产聚氯乙烯（PVC）的主要原料。按生产经验，每生产1 t PVC产品耗用电石1.5-1.6t，同时每t电石产生1.2t电石渣（干基），电石渣含水量按90%计，那么每生产1t PVC产品，排出电石渣浆约20t。由此可见，电石渣浆的产生量大大超过了PVC的产量。大多数PVC生产厂家将电石渣浆经重力沉降分离后，上清液循环利用；电石渣经进一步脱水，其含水率仍达40%-50%，呈浆糊状，在运输途中易渗漏污染路面，长期堆积不但占用大量土地，而且对土地有严重的侵蚀作用。要想从根本上解决问题，只有在技术上谋求突破，寻求新的治理工艺，综合利用，化害为利，变废为宝。

在电石乙炔法生产聚氯乙烯产品时，电石（CaC₂）加水生成乙炔和氢氧化钙，其主要化学反应式如下：

CaC₂ 2H₂O﹦C₂H₂ Ca(OH)₂ 127.3 KJ/克分子

在电石和水反应同时，电石中杂质也参与反应生成氢氧化钙和其他气体：

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。固体沉积物即是我们常说的电石废渣。

干电石废渣中主要含Ca(OH)₂，可以作消石灰的代用品，广泛用在建筑、化工、冶金、农业等行业。但当电石废渣含水量>50%时，其形态呈厚浆状，贮存、运输困难，给用户带来不便。很多厂还因其在运输途中污染路面而带来极大麻烦。因此电石废渣综合利用的关键是控制含水量。

含一定水量的电石废渣及渗滤液亦是强碱性，也含有硫化物、磷化物等有毒有害物质。根据《危险废物鉴别标准》（GB5085—2007），电石废渣属Ⅱ类一般工业固体废物；若直接排到海塘或山谷中，采用填海、填沟的有规则堆放时，根据《化工废渣填埋场设计规定》HG20504—92，对Ⅱ类一般工业固体废（物）渣，必须采取防渗措施并作填埋处置。