CN117210024B - 一种利用危险废物生产橡胶复合材料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及橡胶生产技术领域,具体涉及一种利用危险废物生产橡胶复合材料的方法,包括如下步骤:(1)将危险废物、金属离子捕捉剂混合并在第一温度下反应;(2)将反应后产物与沥青、胶粉混合在第二温度下反应制得橡胶复合材料制品,可直接用于防水、防腐橡胶制品生产中。本发明可利用危险废物实现资源化利用生产橡胶制品,利用危险废物中重金属等在生产过程中反应,生成硬脂酸锌、硬脂酸铅、硬脂酸钙、硬脂酸铬、硬脂酸镉等,危险废物和上述反应产物可作为补强剂、增光剂、增塑剂、润滑剂等,既减少了生产成本,还提高了产品质量。本发明将危险废物中的重金属“包裹”于橡胶胶体中,解决了现有技术中危险废物的重金属污染问题。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶生产技术领域,具体涉及一种利用危险废物生产橡胶复合材料的方法。
背景技术
危险废物是具有易腐蚀、易氧化、易燃、易爆、有毒等一系列特性能够对人和自然造成一定危害的废弃物品。飞灰、油泥为常见的危险废物。
飞灰,燃煤电厂和工业锅炉中的一种废弃物,是在燃烧过程中生成的细小颗粒物质。虽然飞灰看起来十分微不足道,但由于其含有很多重金属和有毒物质,使其成为危险的废物。其中含有重金属元素(Zn、Cr、Ca、Cd、Pb、As等),而且飞灰中的重金属为非惰性物质,浸出毒性很高。这些重金属物质在人体内会积累并对人体造成危害,同时飞灰长时间暴露在空气中,会导致空气质量污染,对环境造成危害。现有技术中,对飞灰的处理方式一般为采用金属离子捕捉剂处理,飞灰经过加工处理后,成为建筑材料等产品的原材料,这种方式可以将飞灰回收并转化成资源。但上述方式并未对飞灰中所含重金属物质进行有效利用。
油泥是指在石油的开采、运输、生产的过程中伴随产生的危险废物,是一种成分复杂、高含水率、高毒性的废弃物。油泥中含有大量的恶臭、病菌源、寄生虫,铜、锌、铬、贡等有害化学重金属超标物质等,如果得不到有效而及时地处理,对周边农作物土壤耕种、水体、空气、生态环境等都会产生严重的危害和腐蚀。现有技术中,对油泥的处理方式一般为,焚烧法、生物处理法等。上述方式仍未对油泥中所含重金属物质进行有效处理。
发明内容
针对现有技术危险废物所含重金属无法有效利用的问题,本发明提供一种利用危险废物生产橡胶复合材料的方法,可利用危险废物油泥、飞灰生产橡胶复合材料制品,实现危险废物的资源化利用,同时对危险废物中重金属离子进行有效处理。
本发明提供一种利用危险废物生产橡胶复合材料的方法,包括如下步骤:
(1)将危险废物、金属离子捕捉剂混合并在第一温度下反应;
(2)将反应后产物与沥青、胶粉混合在第二温度下反应制得橡胶复合材料制品。
进一步的,危险废物为飞灰、油泥中的至少一种。
进一步的,金属离子捕捉剂为硬脂酸或棕榈油。
进一步的,步骤(1)中危险废物、金属离子捕捉剂在封闭螺旋蛟龙内搅拌混合,封闭螺旋蛟龙外缠绕有用于加热的电磁感应线,第一温度为80~200℃。在电磁感应线通电作用下,对封闭螺旋蛟龙加热提供高温反应条件。
进一步的,步骤(1)中金属离子捕捉剂首先预热至≤60℃,然后在压力作用下喷入封闭螺旋蛟龙内与危险废物混合。金属离子捕捉剂置于压力容器内,在外部空压作用下将金属离子捕捉剂喷出。
进一步的,各原料重量用量分别为:危险废物 30~50份,金属离子捕捉剂 5~10份,沥青 20~30份,胶粉 5~20份。
进一步的,步骤(1)中,反应时向封闭螺旋蛟龙内喷入甘油。作用在于,步骤(1)中反应时,因危险废物中含硫成分反应生产硫化氢有害气体,甘油以喷入式进入有利于对有害气体硫化氢吸附,降低废气的产生。
进一步的,步骤(1)中,反应时向混合物中加入二氧化硅和沸石,二氧化硅和沸石的总用量为30~40份。作用在于,因制得橡胶成品中重金属含量增加,加入二氧化硅和沸石作为原料补充,确保橡胶复合材料制品中重金属含量不超标。二氧化硅和沸石本身为防水橡胶复合材料制品的原料。
进一步的,步骤(2)中,第二温度为200℃,反应时间为90min。
进一步的,步骤(2)中,胶粉混合前进行高温塑化。作用在于,对胶粉进行预处理,使胶粉的碳硫键断开,有利于后序混炼反应的进行。
本发明的原理为:本发明利用硬脂酸为金属离子捕捉剂,在一定温度下,硬脂酸首先与危险废物中的金属(Zn、Cr、Ca、Cd、Pb等)发生反应,分别生成硬脂酸锌、硬脂酸铅、硬脂酸钙、硬脂酸铬、硬脂酸镉等,上述化合物均为生产橡胶时的橡胶助剂,具体为:
硬脂酸锌:不溶于水,在生产橡胶复合材料制品反应中具有增塑、增光、润滑的作用。
硬脂酸铅:在生产橡胶复合材料制品反应中具有增塑、增光、润滑的作用。
硬脂酸钙:在生产橡胶复合材料制品反应中为安全填充剂和脱模剂。
硬脂酸铬:在生产橡胶复合材料制品反应中为催化剂、稳定剂、保护剂。
硬脂酸镉:在生产橡胶复合材料制品反应中起到稳定剂和润滑剂的作用。
本发明采用金属离子捕捉剂与危险废物中重金属反应,形成含复合成分的橡胶助剂,在后序制得橡胶反应中无需或仅添加少量橡胶助剂即可制备橡胶,飞灰等危废不饱和键、橡塑材料中的相容不饱和键与形成的复合助剂在一定温度条件下,形成稳固网状结构,制得的橡胶复合材料制品将金属物质“包裹”于胶体内,限制其浸出,实现了危险废物的资源化利用。本发明可采用棕榈油代替硬脂酸,棕榈油中含硬脂酸,同时棕榈油可起到吸附废气硫化氢的作用。
本发明危险废物飞灰中含二氧化硅、氧化钙等成分,可作为本发明再生橡胶复合材料制品生产中填料,分散于再生胶中,提升物理性能。
本发明的有益效果在于,本发明提供的利用危险废物生产橡胶复合材料的方法,可利用危险废物实现资源化利用生产橡胶复合材料制品,并将危险废物中的重金属“包裹”于橡胶胶体中,解决了现有技术中危险废物的重金属污染问题。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种利用危险废物生产橡胶复合材料的方法,包括如下步骤:
(1)将飞灰30份、油泥20份输送至多层封闭螺旋绞龙中进行搅拌混合,将5份硬脂酸预热至60℃后,在压力作用下喷入封闭螺旋蛟龙内混合,封闭螺旋蛟龙外缠绕有用于加热的电磁感应线,在电磁感应线通电作用下,对封闭螺旋蛟龙加热提供高温反应条件,加热至反应温度为80℃,封闭螺旋蛟龙的运行条件为连续常压自动;
(2)将封闭螺旋蛟龙上混合物输送至料仓继续反应,然后加入沥青30份及高温塑化后的胶粉5份进行高温混炼反应,反应温度为200℃,反应时间为90min,得橡胶复合材料制品。
实施例2
一种利用危险废物生产橡胶复合材料的方法,包括如下步骤:
(1)将飞灰20份、油泥20份、二氧化硅和沸石30份输送至多层封闭螺旋绞龙中进行搅拌混合,将8份硬脂酸预热至60℃后,在压力作用下喷入封闭螺旋蛟龙内混合,封闭螺旋蛟龙外缠绕有用于加热的电磁感应线,在电磁感应线通电作用下,对封闭螺旋蛟龙加热提供高温反应条件,加热至反应温度为150℃,封闭螺旋蛟龙的运行条件为连续常压自动,;
(2)将封闭螺旋蛟龙上混合物输送至料仓继续反应,然后加入沥青20份、胶粉20份进行高温混炼反应,反应温度为200℃,反应时间为90min,得橡胶复合材料制品。
实施例3
一种利用危险废物生产橡胶复合材料的方法,包括如下步骤:
(1)将飞灰30份、二氧化硅和沸石40份输送至多层封闭螺旋绞龙中进行搅拌混合,将10份棕榈油预热至60℃后,在压力作用下喷入封闭螺旋蛟龙内混合,封闭螺旋蛟龙外缠绕有用于加热的电磁感应线,在电磁感应线通电作用下,对封闭螺旋蛟龙加热提供高温反应条件,加热至反应温度为200℃,输送时向封闭螺旋蛟龙内喷入甘油5份,封闭螺旋蛟龙的运行条件为连续常压自动;
(2)将封闭螺旋蛟龙上混合物输送至料仓继续反应,然后加入沥青20份、胶粉20份进行高温混炼反应,反应温度为200℃,反应时间为90min,得橡胶复合材料制品。
取实施例1-实施例3制得橡胶复合材料制品样品,样品为黑色胶块,按GB/T13460-2016《再生橡胶通用规范》对该样品进行检测,具体检测结果见表1。
表1 实施例1-实施例3制得橡胶复合材料制品性能检测结果
为了测试本发明制得复合材料橡胶制品中重金属元素的浸出稳定性,称取实施例1制得的样品,依据GB 5085.3-2007、HJ 702-2014对样品进行浸出毒性的检测和判断,检测重金属浸出液毒性,具体结果见表2。
表2 实施例1浸出液中重金属含量
尽管通过优选实施例的方式对本发明进行了详细描述,但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下,本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换,而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种利用危险废物生产橡胶复合材料的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将危险废物、金属离子捕捉剂混合并在第一温度下反应;
(2)将反应后产物与沥青、胶粉混合在第二温度下反应制得橡胶复合材料;
危险废物为飞灰、油泥中的至少一种;
金属离子捕捉剂为硬脂酸或棕榈油;
各原料重量用量分别为:危险废物30~50份,金属离子捕捉剂5~10份,沥青20~30份,胶粉5~20份;
步骤(1)中危险废物、金属离子捕捉剂在封闭螺旋蛟龙内搅拌混合,封闭螺旋蛟龙外缠绕有用于加热的电磁感应线,第一温度为80~200℃;
步骤(1)中金属离子捕捉剂首先预热至温度≤60℃,然后在压力作用下喷入封闭螺旋蛟龙内与危险废物混合。
2.如权利要求1所述的利用危险废物生产橡胶复合材料的方法,其特征在于,步骤(1)中,反应时向封闭螺旋蛟龙内喷入甘油。
3.如权利要求1所述的利用危险废物生产橡胶复合材料的方法,其特征在于,步骤(1)中,反应时向混合物中加入二氧化硅和沸石,二氧化硅和沸石的总用量为30~40份。
4.如权利要求1所述的利用危险废物生产橡胶复合材料的方法,其特征在于,步骤(2)中,第二温度为200℃,反应时间为90min。
5.如权利要求1所述的利用危险废物生产橡胶复合材料的方法,其特征在于,步骤(2)中,胶粉混合前进行高温塑化。
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- 2023-10-18 CN CN202311351718.0A patent/CN117210024B/zh active Active
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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CN117210024A (zh) | 2023-12-12 |
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