CN104003502B - 一种废弃乳化切削液资源化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种废弃乳化切削液资源化处理方法，其特征在于：在高温高压下，利用双氧水引发水和压缩空气中的氧气生成强氧化剂,使用该强氧化剂使废弃乳化切削液中的非离子表面活性剂失去表面活性，进而得到油/水分层的产物；所述的高温高压为：温度≥100℃；压力≥0.3MPa。本发明将废弃乳化切削液资源化利用，减少对环境的污染，合理重新利用了石油资源，同时可产生良好的效益。
Description
技术领域
本发明涉及废弃物资源化处理技术领域，具体地说，是一种废弃乳化切削液资源化处理方法。
背景技术
传统金属加工润滑和冷却用的乳化液、切削油、冷却剂等金属加工液使用量大，其中乳化切削液大约占总的金属加工液90％左右。
一方面，在使用乳化切削液较多的工序中，切削液会污染工作环境，工作区常常弥漫着较大的异味。目前国内由于环保监管不到位，当乳化切削液被细菌污染发臭严重时，往往采取直接排放的办法处理这些切削液，因而切削液是机械加工中造成环境污染的重要根源。
例如：未处理的乳化液通常其含油量到达20000mg/L，化学耗氧量(COD)高达9300mg/L，生物耗氧量(BOD)达9300mg/L。在我国，仅机械工业废乳化液的日排放量据不完全统计已近亿吨，可见其问题的严重性。因此，对于此类乳化液的处理刻不容缓。
另一方面，乳化切削液的主要原料是润滑油，随着当前石油资源日益枯竭，油价不断上涨的形势下，如何将这些废弃的石油产品资源化利用已成为中国在金属加工领域的重要任务。
目前，国外有采用闪蒸法处理废弃乳化切削液，去除水分，不过此方法耗能过大，处理成本高；也有采用超滤(UF)或微滤(MF)技术处理废弃乳化切削液，可以将废弃切削液的含油量从0.5～5％浓缩到30～50％，不过此方法的缺点是膜污染过大，并且只有乳化油才能过滤，过滤出水的COD还是太高不能直接排放，同时处理成本也偏高；还有采用加酸、絮凝剂等化学破乳法处理废弃切削液，油水分离，但是此方法处理效率低，还会造成新的化学品污染。
发明内容
鉴于以上缺陷，本发明的目的是克服现有技术的不足，本发明提供一种废弃乳化切削液资源化处理方法，该方法处理成本低、方法简单、效果好，经本发明方法处理后的产物能直接使用或排放，是一种符合我国国情，且高效节能环保的手段。
为实现上述目的，本发明提供的提供一种废弃乳化切削液资源化处理方法，其特征在于：在高温高压下，利用双氧水引发水和压缩空气中的氧气生成强氧化剂,使用该强氧化剂使废弃乳化切削液中的非离子表面活性剂失去表面活性，进而得到油/水分层的产物。所述的高温高压为：温度≥100℃；压力≥0.3MPa。
值得指出的上，根据本发明的方法，在高温高压的条件下，强氧化剂使废弃乳化切削液中的非离子表面活性剂失去表面活性的最佳反应时间为1-5分钟，反应时间过短，将导致反应不完全；反应时间过长，效果增幅不甚明显。
其工作原理为：双氧水在高温高压下能将引发水和压缩空气中的氧气一起生成强氧化剂HO〃,强氧化剂HO〃在高温高压下可将废弃乳化切削液的组分非离子表面活性剂的乙氧烯基氧化，使其失去表面活性，进而使得油水分层。
具体反应过程如下：
其中，R为烃基及其衍生物。
上述具体方法的工艺步骤可以如下所示：
步骤一：过滤去除废液中的固体；
如：过滤去除金属碎屑和其他异物。
步骤二：于步骤一经过滤处理后的废液中加入双氧水，进行混合搅拌；
在本发明中，双氧水净含量的用量为废液的总质量的0.01～0.02％，一般情况下，使用质量百分比浓度为30％的双氧水。
步骤三：将步骤二中添加了双氧水的废液泵入压力容器内，通入压缩气体；同时升温至100～160℃；优选温度为120～130℃。
其中，压缩气体优选为压缩空气，通入压缩气体的量优选为将压力容器内的压力控制在0.5～0.8MPa。
步骤四：反应1-30分钟后排出压力容器内的液体；
反应时间优选为15-30分钟，值得指出的是，此处所指的反应时间包含了升温过程。
步骤五：静置冷却后，得到油/水分层的产物。
根据上述具体工艺步骤，此处，值得指出的是，上述具体方法并非唯一途径，仅为在本发明中的一个简单示例，在本领域中，技术人员还可以在本发明的指引下，采用其它具体工艺步骤来实现本发明。例如：在能够瞬时达到高温高压的容器中，同时加入反应物，使得分子间发生快速碰撞反应，以此来实现本发明的目的。
另外，将上述油/水分层的产物进行油、水分液后，得到的油层可直接应用于配置乳化切削液，或通过去水处理后应用于润滑油的配置。
具体地，通常采用撇油装置，撇出的油水分含量较高，可直接应用于乳化切削液配方中作为基础油使用，也可以物理或化学处理方法将水分降低后作为其他用途(针对纯度要求不高的加工油体系)的润滑油基础油使用。
得到的水层，经过反渗透过滤装置过滤处理，得到的水达到直排标准，其中的无机盐和小分子有机物通过分析成分后，可再利用；或不经过反渗透装置过滤处理，直接用于配置乳化切削液。
另外，在本发明中乳化切削液废液的原液的通常配方为，含有如下质量百分比含量的组分：
50％-95％ 基础油；
1-10％ 非离子表面活性剂；
1-10％ 助剂。
具体地，就本领域技术人员可知，一般乳化切削液原液的组分为85％左右的基础油，3-5％的非离子表面活性剂，10％左右的其他组分，如防锈剂、杀菌剂、极压抗磨剂、螯合剂等等。一般乳化切削液工作液为原液加20～50倍的水调制而成的，即浓度一般为2～5％。
而废弃的乳化切削液一般情况下是被细菌、霉菌等微生物污染后发臭，不能再使用的，其物质中除了上述成分外还有微生物的代谢产物和尸体等，可能还有在加工过程中和金属发生化学反应的生成的有机盐等。
本发明的作用与效果
本发明将废弃乳化切削液资源化利用，减少对环境的污染，合理重新利用了石油资源，同时可产生良好的效益。
在本发明中，利用了双氧水在高温高压下能将引发水和压缩空气中的氧气一起生成强氧化剂HO〃,该强氧化剂HO〃在高温高压下可将废弃乳化切削液的组分非离子表面活性剂的乙氧烯基氧化，使其失去表面活性，进而使得油水分层。
该方法处理成本较低，能耗小，所用的添加剂双氧水经反应后生成对环境无害的水。有比较好的应用推广空间。
说明书附图
图1、本实施例处理方法的工艺流程图。
具体实施方式
采用如图1所示的工艺流程,进行如下实验。
实施例1
步骤一：将100kg废弃乳化切削液通过布袋过滤器过滤去除金属碎屑和其他异物；
步骤二：将10g双氧水(30％)加入步骤一过滤后的切削液中进行搅拌；
步骤三：将步骤二中加双氧水的废弃乳化切削液泵入压力容器内，通入压缩气体并加热到130℃，在0.5MPa的压力下，30分钟后排出压力容器内的液体；
步骤四：静置冷却后，用撇油装置将溶液上层的油分离出；
步骤五：将下层的水溶液通入反渗透过滤装置过滤，此时过滤的水可以直接排放，无机盐和小分子有机物可以分析成分后重新再利用。
将上述步骤四中分离出的油重新应用于切削油基础油的调配。
实施例2
步骤一：将废弃乳化切削液过滤去除金属碎屑和其他异物；
步骤二：取100kg加入20g(30％)的双氧水搅拌；
步骤三：将步骤二中加双氧水的废弃乳化切削液泵入压力容器内，通入压缩气体并加热到120℃，在0.8MPa的压力下，15分钟后排出压力容器内的液体；
步骤四：静置冷却后，用撇油装置将溶液上层的油分离出；
步骤五：将下层的水溶液通入反渗透过滤装置过滤，此时过滤的水直接排放，无机盐和小分子有机物等待分析成分后重新再利用。
将步骤四中分离出的油经过离心沉降处理去除部分水分后作为其他润滑油基础油使用。
实施例3：
步骤一：将废弃乳化切削液过滤去除金属碎屑和其他异物；
步骤二：取100kg加入15g的双氧水(30％)搅拌；
步骤三：将步骤二中加双氧水的废弃乳化切削液泵入压力容器内，通入压缩气体并加热到125℃，在0.6MPa的压力下，25分钟后排出压力容器内的液体；
步骤四：静置冷却后，用撇油装置将溶液上层的油分离出；
步骤五：将下层的水溶液直接应用于调配乳化切削液。
实施例4：
步骤一：将用折光仪检测浓度为3.5％的废弃乳化切削液过滤去除金属碎屑和其他异物；
步骤二：取100kg加入18g的双氧水(30％)搅拌；
步骤三：将步骤二中加双氧水的废弃乳化切削液泵入压力容器内，通入压缩气体并加热到124℃，在0.7MPa的压力下，20分钟后排出压力容器内的液体；
步骤四：静置冷却后，用撇油装置将溶液上层的油分离出。
步骤五：将下层的水溶液通入反渗透过滤装置过滤，过滤的水直接排放，无机盐和小分子有机物等待分析成分后重新再利用。
本步骤四中分离出的油经称重为2.8kg；取100克所分离油样用二氯甲烷萃取后，测定实际含油量为96％。
Claims (9)
1.一种废弃乳化切削液资源化处理方法，其特征在于：在高温高压下，利用双氧水引发水和压缩空气中的氧气生成强氧化剂,使用该强氧化剂使废弃乳化切削液中的非离子表面活性剂失去表面活性，进而得到油/水分层的产物；
所述的高温高压为：温度≥100℃；压力≥0.3MPa；
具体工艺步骤如下所示：
步骤一：过滤去除废液中的固体；
步骤二：于步骤一经过滤处理后的废液中加入双氧水，进行混合搅拌；
步骤三：将步骤二中添加了双氧水的废液泵入压力容器内，通入压缩气体；同时升温至100～160℃；
步骤四：反应1-30分钟后排出压力容器内的液体；
步骤五：静置冷却后，得到油/水分层的产物。
2.如权利要求1所述的一种废弃乳化切削液资源化处理方法，其特征在于：在高温高压的条件下，强氧化剂使废弃乳化切削液中的非离子表面活性剂失去表面活性的反应时间为1-5分钟。
3.如权利要求1所述的一种废弃乳化切削液资源化处理方法，其特征在于，所述乳化切削液的原液含有如下质量百分比含量的组分：
50％-95％ 基础油；
1-10％ 非离子表面活性剂；
1-10％ 助剂。
4.如权利要求1所述的一种废弃乳化切削液资源化处理方法，其特征在于：所述双氧水净含量的用量为废液的总质量的0.01～0.02％。
5.如权利要求1所述的一种废弃乳化切削液资源化处理方法，其特征在于：所述步骤三中的温度为120～130℃。
6.如权利要求1所述的一种废弃乳化切削液资源化处理方法，其特征在于：通入压缩气体的量为将压力容器内的压力控制在0.5～0.8MPa。
7.如权利要求1所述的一种废弃乳化切削液资源化处理方法，其特征在于：所述步骤四中的反应时间为15-30分钟。
8.如权利要求1-7任一所述的一种废弃乳化切削液资源化处理方法，其特征在于：将油/水分层的产物进行油、水分液后，得到的油层可直接应用于配置乳化切削液，或通过去水处理后应用于润滑油的原料。
9.如权利要求8所述的一种废弃乳化切削液资源化处理方法，其特征在于：将油/水分层的产物进行油、水分液后，得到的水层，
经过反渗透过滤装置过滤处理，得到的水达到直排标准，其中的无机盐和小分子有机物通过分析成分后，可再利用；或
不经过反渗透装置过滤处理，直接用于配置乳化切削液。
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