CN106396052A - 利用电石炉气粉尘制备水体苯酚去除剂的方法及其产品 - Google Patents

利用电石炉气粉尘制备水体苯酚去除剂的方法及其产品 Download PDF

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Abstract

本发明公开了利用电石炉气粉尘制备水体苯酚去除剂的方法及其产品。所述方法包括：(1)将电石炉气粉尘用水配成浆液后加入钠盐类晶体物质混合，调节混合物的pH值后进行钠化反应，得到粘稠状钠基浆液；(2)钠基浆液用水进行稀释，得到悬浮液，随后将所述悬浮液加热搅拌，使悬浮液中的颗粒分散，再加入十二烷基三甲基氯化铵进行絮凝反应；(3)将所得反应产物依次进行水洗、过滤、烘干活化、粉碎筛分，即得。本发明方法制备工艺简单、易于控制；原料来源广泛，有利于降低制备成本，能充分合理的利用电石炉气粉尘，既变废为宝又可保护环境。本发明方法所制备的水体苯酚去除剂与母液的分离效果好，对水体中的苯酚去除效率达到92％以上。

Description

利用电石炉气粉尘制备水体苯酚去除剂的方法及其产品
技术领域
本发明涉及电石炉气粉尘的再利用方法，尤其涉及利用电石炉气粉尘制备水体苯酚去除剂的方法，本发明进一步涉及由该方法制备得到水体苯酚去除剂及其在去除水体苯酚中的应用，属于电石炉气粉尘的再利用领域。
背景技术
“十二五”期间，中国电石行业在聚氯乙烯、1,4-丁二醇等下游行业的快速发展带动下，各地自我配套的电石项目上马比较多，电石产能再次进入飞速增长期。截至2015年末，中国国内电石企业255余家，产能达到4500万t/年。其中，技术装备水平高、节能环保效果显著的密闭式电石炉产能达到3552万t/年。采用密闭电石炉生产1t电石副产炉气约400Nm3，炉气中含有质量浓度为130～200g/Nm3的粉尘，因此，电石炉气粉尘的排放量巨大。由于粉尘密度较轻、黏度较大、粒度较细，具有较大的比表面积；粉尘中含有较多的焦炭粉尘，磨蚀性较强；粉尘中比电阻较大，治理难度比较大，目前尚未得到有效利用。电石炉气粉尘属于工业废弃物，直接排放对环境危害较大，必须对其加以回收并进行高值化利用。
大量被舍弃的电石炉气粉尘占用一定土地，并容易对周围环境造成一定污染。随着电石产能规模加大，这种污染将变得越来越严重。如何提高电石炉气粉尘的综合利用率及其附加值成为当前亟待解决的关键科技问题，随着电石工业的蓬勃发展，电石炉气粉尘的处理成为各电石生产企业所面临的巨大难题，环保要求水平的不断提高和资源综合利用技术的发展，使得人们在研究电石产品合理利用的同时，迫切需要进行电石炉气粉尘处理技术的研究，对电石炉气粉尘进行高值化的开发利用，以实现资源的综合利用。
苯酚废水主要来源于焦化、煤气、石油化工、油漆等行业的生产过程,其来源广、数量多,对人体、水生物及农业都有很大的危害。且近年来随着石油化工、塑料等行业的迅速发展,苯酚废水的污染问题逐渐突出,因此寻找苯酚废水的经济有效的处理方法是水处理领域的一个重要课题。
目前对电石炉气粉尘的利用研究较少，尤其利用电石炉气粉尘处理苯酚废水技术尚未见报道，因此利用电石炉气粉尘制备需求量较大的废水苯酚去除剂具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种利用电石炉气粉尘制备水体苯酚去除剂的方法；
本发明的目的之二是将所制备的水体苯酚去除剂应用于去除水体苯酚。
本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的：
一种利用电石炉气粉尘制备去除水体苯酚的方法，包括以下步骤：
(1)将电石炉气粉尘用水配成浆液后加入钠盐类晶体物质混合，调节混合物的pH值后进行钠化反应，得到粘稠状钠基浆液；(2)钠基浆液用水进行稀释，得到悬浮液，随后将所述悬浮液加热搅拌，使悬浮液中的颗粒分散，再加入十二烷基三甲基氯化铵进行絮凝反应；(3)将所得反应产物依次进行水洗、过滤、烘干活化、粉碎筛分，即得粉状的水体苯酚去除剂。
为了达到更好佳的技术效果，步骤(1)中电石炉气粉尘、水和钠盐类晶体物质的质量配比优选为(100-300)：(300-600)：(20-60)；
步骤(1)中将电石炉气粉尘用水配成浆液后边搅拌边加入钠盐类晶体物质混合，调节混合物的pH值为8-10后进行钠化反应；优选的，所述的钠化反应是在70-100℃的温度下钠化反应2-5小时，更优选的，所述的钠化反应是在80-90℃的温度下钠化反应2-5小时。
按质量百分比计，步骤(2)中所述悬浮液的浓度优选为10％-20％；所述的加热搅拌优选是在70-100℃的温度下搅拌0.5-1小时，更优选的，所述的加热搅拌优选是在80-90℃的温度下搅拌0.5-1小时；优选的，按照以下质量配比向悬浮液中加入十二烷基三甲基氯化铵：十二烷基三甲基氯化铵：悬浮液＝(1-10)：(420-960)；步骤(2)中所述的反应是在50-70℃条件下反应1-3小时。
步骤(3)中所述的烘干活化是在105-110℃下烘干活化1-3小时；所述的筛分优选用150-250目筛进行筛分。
本发明所述电石炉气粉尘来源于密闭电石炉的炉气除尘系统，属于工业废弃物，对电石炉气粉尘没有特殊限制或要求，来源于密闭电石炉的炉气除尘系统的电石炉气粉尘均能适用于本发明。
所述的钠盐类晶体物质选自碳酸钠、碳酸氢钠或由碳酸钠和碳酸氢钠按照任意比例所组成的混合物。
本发明所用到的电石炉气粉尘的化学成分以及质量百分含量优选为：所述电石炉气粉尘的化学成分及其含量为：CaO占比35-40％，C占比30-38％，SiO2占比13-17％，Fe2O3占比0.5-1.5％，Al2O3占比5-10％，其它成分占比3-5％；更为优选的，所述电石炉气粉尘的化学成分及其质量百分含量为：CaO占比38.2％，C占比33.6％，SiO2占比15.3％，Fe2O3占比0.86％，Al2O3占比7.3％，其它成分占比4.74％。
经过检测，采用本发明方法所制备的水体苯酚去除剂与母液的分离效果较好，对水体中的苯酚去除效率高，可作为水体苯酚去除剂应用。
由此，本发明进一步将所制备得到的水体苯酚去除剂应用于去除水体中的苯酚，包括：将所述的水体苯酚去除剂加入到含苯酚的水中，搅拌，静置沉淀后过滤；更优选的，按照g：mL计算，水体苯酚去除剂和含苯酚的水的比例为1:(10-100)。
本发明与现有技术相比，具有以下特点：
本发明利用属于废物的电石炉气粉尘制备水体苯酚去除剂，制备工艺简单，易于控制；原料来源广泛有利于降低制备成本；能充分合理的利用电石炉气粉尘，既变废为宝，又可保护环境，符合国家能源资源利用政策，具有重要的的经济、环境和社会效益。本发明方法所制备的水体苯酚去除剂与母液的分离效果较好，对水体中的苯酚去除效率高，平均达到90％以上，最高可达99％。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但是应理解所述实施例仅是范例性的，不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改或替换均落入本发明的保护范围。
实施例1
1、水体苯酚去除剂的制备
将150kg的电石炉气粉尘置入浆化槽，加入450kg的水配成一定浓度的浆液，搅拌下加入50kg的碳酸钠晶体，调节浆液的pH值为8，在70℃的温度下进行钠化3小时，得到钠基浆液。然后再加入一定量的水配成15％浓度的悬浮液，在70℃的温度下搅拌1小时，使其在水中充分分散，然后继续加热搅拌并缓慢加入9kg的十二烷基三甲基氯化铵，在60℃下反应2小时，再进行水洗、过滤，然后在105℃下进行烘干活化2小时，粉碎并用150目筛进行筛分，即得水体苯酚去除剂。
2、本实施例制备的水体苯酚去除剂去除水体中苯酚的试验
(1)试验方法
称取10g所制备的水体苯酚去除剂加入500mL的含苯酚的水中进行搅拌25min，然后静置沉淀1h后过滤，用紫外分光光度计测定水体中的苯酚。
苯酚的去除率(％)＝(1-A/A0)×100％。式中：A0、A为吸附前、后水样的吸光度。
(2)试验结果
经测定，使用本实施例制备的水体苯酚去除剂，对水体中苯酚的去除率达到90％。
实施例2
1、水体苯酚去除剂的制备
将100kg的电石炉气粉尘置入浆化槽，加入300kg的水配成一定浓度的浆液，搅拌下加入20kg的碳酸钠晶体，调节浆液的pH值为9，在75℃的温度下进行钠化3小时，得到钠基浆液；然后再加入一定量的水配成10％浓度的悬浮液，在75℃的温度下搅拌1小时，使其在水中充分分散，然后继续加热搅拌并缓慢加入1kg的十二烷基三甲基氯化铵，在60℃下反应2小时，再进行水洗、过滤，然后在105℃下进行烘干活化2小时，粉碎并用150目筛进行筛分，即得水体苯酚去除剂。
2、本实施例制备的水体苯酚去除剂去除水体中苯酚的试验
(1)试验方法
称取10g所制备的水体苯酚去除剂加入500mL的含苯酚的水中进行搅拌25min，然后静置沉淀1h后过滤，用紫外分光光度计测定水体中的苯酚。
苯酚的去除率(％)＝(1-A/A0)×100％。式中：A0、A为吸附前、后水样的吸光度。
(2)试验结果
经测定，使用本实施例制备的水体苯酚去除剂对水体中苯酚的去除率平均达到93％。
实施例3
1、水体苯酚去除剂的制备
将300kg的电石炉气粉尘置入浆化槽，加入600kg的水配成一定浓度的浆液，搅拌下加入60kg的碳酸氢钠晶体，调节浆液的pH值为10，在80℃的温度下进行钠化3小时，得到钠基浆液；然后再加入一定量的水配成20％浓度的悬浮液，在80℃的温度下搅拌1小时，使其在水中充分分散，然后继续加热搅拌并缓慢加入10kg的十二烷基三甲基氯化铵，在60℃下反应2小时，再进行水洗、过滤，然后在110℃下进行烘干活化2小时，粉碎并用250目筛进行筛分，即得水体苯酚去除剂。
2、本实施例制备的水体苯酚去除剂去除水体中苯酚的试验
(1)试验方法
称取10g所制备的水体苯酚去除剂加入500mL的含苯酚的水中进行搅拌25min，然后静置沉淀1h后过滤，用紫外分光光度计测定水体中的苯酚。
苯酚的去除率(％)＝(1-A/A0)×100％。式中：A0、A为吸附前、后水样的吸光度。
(2)试验结果
经测定，使用本实施例制备的水体苯酚去除剂，对水体中苯酚的去除率平均达到96％。
实施例4
1、水体苯酚去除剂的制备
将200kg的电石炉气粉尘置入浆化槽，加入350kg的水配成一定浓度的浆液，搅拌下加入40kg由碳酸钠晶体和碳酸氢钠晶体按照1:1的质量比组成的混合物，调节浆液的pH值为8，在85℃的温度下进行钠化3小时，得到钠基浆液；然后再加入一定量的水配成15％浓度的悬浮液，在85℃的温度下搅拌1小时，使其在水中充分分散，然后继续加热搅拌并缓慢加入6kg的十二烷基三甲基氯化铵，在60℃下反应2小时，再进行水洗、过滤，然后在110℃下进行烘干活化2小时，粉碎并用250目筛进行筛分，即得水体苯酚去除剂。
2、本实施例制备的水体苯酚去除剂去除水体中苯酚的试验
(1)试验方法
称取10g所制备的水体苯酚去除剂加入500mL的含苯酚的水中进行搅拌25min，然后静置沉淀1h后过滤，用紫外分光光度计测定水体中的苯酚。
苯酚的去除率(％)＝(1-A/A0)×100％。式中：A0、A为吸附前、后水样的吸光度。
(2)试验结果
经测定，使用本实施例制备的水体苯酚去除剂，对水体中苯酚的去除率平均达到99％。
实施例5
1、水体苯酚去除剂的制备
将200kg的电石炉气粉尘置入浆化槽，加入350kg的水配成一定浓度的浆液，搅拌下加入40kg由碳酸钠晶体和碳酸氢钠晶体按照1:1的质量比组成的混合物，调节浆液的pH值为9，在90℃的温度下进行钠化3小时，得到钠基浆液；然后再加入一定量的水配成15％浓度的悬浮液，在90℃的温度下搅拌1小时，使其在水中充分分散，然后继续加热搅拌并缓慢加入6kg的十二烷基三甲基氯化铵，在60℃下反应2小时，再进行水洗、过滤，然后在110℃下进行烘干活化2小时，粉碎并用250目筛进行筛分，即得水体苯酚去除剂。
2、本实施例制备的水体苯酚去除剂去除水体中苯酚的试验
(1)试验方法
称取10g所制备的水体苯酚去除剂加入500mL的含苯酚的水中进行搅拌25min，然后静置沉淀1h后过滤，用紫外分光光度计测定水体中的苯酚。
苯酚的去除率(％)＝(1-A/A0)×100％。式中：A0、A为吸附前、后水样的吸光度。
(2)试验结果
经测定，使用本实施例制备的水体苯酚去除剂，对水体中苯酚的去除率平均达到97％。
实施例6
1、水体苯酚去除剂的制备
将200kg的电石炉气粉尘置入浆化槽，加入350kg的水配成一定浓度的浆液，搅拌下加入40kg由碳酸钠晶体和碳酸氢钠晶体按照1:1的质量比组成的混合物，调节浆液的pH值为10，在95℃的温度下进行钠化3小时，得到钠基浆液；然后再加入一定量的水配成15％浓度的悬浮液，在95℃的温度下搅拌1小时，使其在水中充分分散，然后继续加热搅拌并缓慢加入6kg的十二烷基三甲基氯化铵，在60℃下反应2小时，再进行水洗、过滤，然后在110℃下进行烘干活化2小时，粉碎并用250目筛进行筛分，即得水体苯酚去除剂。
2、本实施例制备的水体苯酚去除剂去除水体中苯酚的试验
(1)试验方法
称取10g所制备的水体苯酚去除剂加入500mL的含苯酚的水中进行搅拌25min，然后静置沉淀1h后过滤，用紫外分光光度计测定水体中的苯酚。
苯酚的去除率(％)＝(1-A/A0)×100％。式中：A0、A为吸附前、后水样的吸光度。
(2)试验结果
经测定，使用本实施例制备的水体苯酚去除剂，对水体中苯酚的去除率平均达到93％。
实施例7
1、水体苯酚去除剂的制备
将150kg的电石炉气粉尘置入浆化槽，加入450kg的水配成一定浓度的浆液，搅拌下加入50kg的碳酸钠晶体，调节浆液的pH值为8，在100℃的温度下进行钠化3小时，得到钠基浆液。然后再加入一定量的水配成15％浓度的悬浮液，在100℃的温度下搅拌1小时，使其在水中充分分散，然后继续加热搅拌并缓慢加入9kg的十二烷基三甲基氯化铵，在60℃下反应2小时，再进行水洗、过滤，然后在105℃下进行烘干活化2小时，粉碎并用150目筛进行筛分，即得水体苯酚去除剂。
2、本实施例制备的水体苯酚去除剂去除水体中苯酚的试验
(1)试验方法
称取10g所制备的水体苯酚去除剂加入500mL的含苯酚的水中进行搅拌25min，然后静置沉淀1h后过滤，用紫外分光光度计测定水体中的苯酚。
苯酚的去除率(％)＝(1-A/A0)×100％。式中：A0、A为吸附前、后水样的吸光度。
(2)试验结果
经测定，使用本实施例制备的水体苯酚去除剂，对水体中苯酚的去除率平均达到91％。
实施例8
1、水体苯酚去除剂的制备
将150kg的电石炉气粉尘置入浆化槽，加入450kg的水配成一定浓度的浆液，搅拌下加入50kg的碳酸钠晶体，调节浆液的pH值为9，在75℃的温度下进行钠化2小时，得到钠基浆液。然后再加入一定量的水配成15％浓度的悬浮液，在75℃的温度下搅拌0.5小时，使其在水中充分分散，然后继续加热搅拌并缓慢加入9kg的十二烷基三甲基氯化铵，在50℃下反应3小时，再进行水洗、过滤，然后在105℃下进行烘干活化2小时，粉碎并用150目筛进行筛分，即得水体苯酚去除剂。
2、本实施例制备的水体苯酚去除剂去除水体中苯酚的试验
(1)试验方法
称取10g所制备的水体苯酚去除剂加入500mL的含苯酚的水中进行搅拌25min，然后静置沉淀1h后过滤，用紫外分光光度计测定水体中的苯酚。
苯酚的去除率(％)＝(1-A/A0)×100％。式中：A0、A为吸附前、后水样的吸光度。
(2)试验结果
经测定，使用本实施例制备的水体苯酚去除剂，对水体中苯酚的去除率平均达到92％。
实施例9
1、水体苯酚去除剂的制备
将150kg的电石炉气粉尘置入浆化槽，加入450kg的水配成一定浓度的浆液，搅拌下加入50kg的碳酸钠晶体，调节浆液的pH值为10，在95℃的温度下进行钠化5小时，得到钠基浆液。然后再加入一定量的水配成15％浓度的悬浮液，在95℃的温度下搅拌0.5小时，使其在水中充分分散，然后继续加热搅拌并缓慢加入9kg的十二烷基三甲基氯化铵，在70℃下反应1小时，再进行水洗、过滤，然后在105℃下进行烘干活化2小时，粉碎并用150目筛进行筛分，即得水体苯酚去除剂。
2、本实施例制备的水体苯酚去除剂去除水体中苯酚的试验
(1)试验方法
称取10g所制备的水体苯酚去除剂加入500mL的含苯酚的水中进行搅拌25min，然后静置沉淀1h后过滤，用紫外分光光度计测定水体中的苯酚。
苯酚的去除率(％)＝(1-A/A0)×100％。式中：A0、A为吸附前、后水样的吸光度。
(2)试验结果
经测定，使用本实施例制备的水体苯酚去除剂，对水体中苯酚的去除率平均达到94％。
表1实施例1-9的主要制备参数以及所制备的产品性能

Claims (10)

1.一种利用电石炉气粉尘制备水体苯酚去除剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将电石炉气粉尘用水配成浆液后加入钠盐类晶体物质混合，调节混合物的pH值后进行钠化反应，得到粘稠状钠基浆液；(2)钠基浆液用水进行稀释，得到悬浮液，随后将所述悬浮液加热搅拌，使悬浮液中的颗粒分散，再加入十二烷基三甲基氯化铵进行絮凝反应；(3)将所得反应产物依次进行水洗、过滤、烘干活化、粉碎筛分，即得粉状的水体苯酚去除剂。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中电石炉气粉尘、水和钠盐类晶体物质的质量配比为(100-300)：(300-600)：(20-60)。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的钠盐类晶体物质选自碳酸钠、碳酸氢钠或由碳酸钠和碳酸氢钠按照任意比例所组成的混合物。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中将电石炉气粉尘用水配成浆液后边搅拌边加入钠盐类晶体物质混合，调节混合物的pH值为8-10后进行钠化反应；所述的钠化反应是在70-100℃的温度下钠化反应2-5小时。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，按质量百分比计，所述悬浮液中水的量为80-90％。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的加热搅拌是在70-100℃的温度下搅拌0.5-1小时。
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中按照以下质量配比向悬浮液中加入十二烷基三甲基氯化铵：十二烷基三甲基氯化铵：悬浮液＝(1-10)：(420-960)。
8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的反应是在50-70℃条件下反应1-3小时。
9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的烘干活化是在105-110℃下烘干活化1-3小时。
10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的筛分是用150-250目筛进行筛分。
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