introductory

電石渣是電石法生產乙炔工藝過程中產生的廢渣，主要成分除Ca(OH)2外，還含有Fe2O3、MgO、SiO2、Al2O3以及少量磷化物、硫化物等有害物質。根據《危險廢物鑒別標準》(GB5085 － 2007)，電石廢渣屬II類一般工業固體廢物。電石渣的主要化學組分含量如下(干基):Ca(OH)2含量86． 51%，Fe2O3含量2 ． 26 %，MgO含量0 ． 76 %，Al2O3含量2． 42%，SiO2含量4． 26%，碳渣含量2． 15%。

1電石渣綜合利用的意義

我國是世界上最大的電石生產國和消費國，產能占世界總產能的90%以上。我國電石的主要消耗行業為PVC及1，4 －丁二醇行業，國家統計局數據顯示，2019年國內電石累計銷量為2 122． 6萬t，按每噸電石產生干基電石渣1． 2 t計算，2019年產生的電石渣約2 655． 12萬t。電石渣外觀為白色粉末，微溶于水，呈堿性，pH值在12以上。存儲電石渣常占用大量的耕地，長期存放會使土地嚴重鈣化，復耕非常困難。如果管理不當還會對生態環境及空氣質量造成嚴重影響，風天塵霧迷漫，雨天污水遍地，而且對空氣、地表水和地下水造成嚴重污染，危害自然環境和人類健康。另一方面，電石渣又可以成為生產水泥等建材、碳酸鈣等化工產品的主要原料。在當前礦山資源枯竭和生態環境保護的關鍵時期，電石渣的資源化利用和就地轉化，不僅能夠獲得經濟效益，還具有良好的環境效益和社會效益。

2電石渣綜合利用途徑

2．1用于生產化工產品

2．1．1氨堿法生產純堿用氨堿法生產純堿，是以氯化鈉和氨氣作為生產原料，反應原理為:NaCl + NH3+ H2O + CO→2NaHCO3+ NH4Cl再把過濾和洗滌后得到的NaHCO3晶體加熱煅燒，由此制得純堿產品。在其蒸氨反應中需要Ca(OH)2，反應中加入石灰乳的意義在于將母液中的結合氨分解轉化，成為游離態的氨后因受熱被蒸出，這是利用了石灰乳中Ca(OH)2的堿性。含有氯化銨的濾液和石灰乳中的Ca(OH)2混合受熱，所釋放出來的氨氣可以回收循環利用。另外，在鹽水精制除鎂反應中加入適量的石灰乳，可使溶液中的Mg2 +成為Mg(OH)2沉淀析出，再將其收集除去。因為電石渣中的最主要成分就是Ca(OH)2，因此電石渣完全可以替代石灰石，用來生產純堿產品。將電石渣應用于純堿生產，大大降低了焦炭和石灰石的消耗量，原料的消耗也有所降低。

2．1．2生產環氧丙烷時用作皂化劑以氯醇法生產環氧丙烷的生產工藝，采用丙烯、氧氣及熟石灰作為生產原料，氯丙醇皂化需要消耗大量的熟石灰，可用電石渣代替石灰進行皂化反應，通過對生產工藝的合理改進，可以保證安全生產，而且經濟效益也十分顯著。需要注意的是，電石渣中存在各種副產物和大量的氨，如果電石渣中的氨沒有能夠及時除去，混入到環氧丙烷產品中去，會對環氧丙烷的產品質量造成影響，因此需要采用合適的除氨技術，以保證產品環氧丙烷的質量。福建湄洲灣氯堿工業有限公司，采用直接加熱初步除氨后再利用皂化反應的負壓系統進一步除氨的方法，生產出的環氧丙烷產品質量得到了明顯提高，環氧丙烷產品的氨含量在15 × 10－ 6以下。

2．1．3生產沉淀碳酸鈣以電石渣為生產原料制取沉淀碳酸鈣產品，是利用了電石渣中高含量的Ca(OH)2。其工藝流程為:將電石渣與氯化銨混合反應，再將雜質去除，通入CO2氣體過濾后的濾液中來進行碳化反應，反應產物經過濾干燥工序后得到碳酸鈣產品。通過檢測，可以看到該反應產物可以達到工業沉淀碳酸鈣行業標準(HG /T 2226 － 2000)一等品的指標。

2．1．4生產氧化鈣電石渣漿在經過脫水除雜處理后，進行高溫煅燒可制得質量分數＞ 85%的CaO產品。通過電石渣生產氧化鈣產品，可有效利用電石渣的鈣資源，減少天然石灰石的開采量，節約煅燒能源消耗，減少CO2廢氣的排放量，具有良好的環保效益。

2．1．5生產氯化鈣用電石渣替代石灰用來制取氯化鈣，適用于氯堿行業。其具體工藝流程為:電石渣與氯化銨混合反應生成氨氣和氯化鈣，氨氣經過干燥脫水后可循環使用，氯化鈣漿料經過結晶、分離、干燥等工序后可得到工業級無水氯化鈣。

2．1．6生產硫酸鈣目前國內硫酸鈣市場主要是石膏產品，但石膏產品附加值相對不高且市場需求處于飽和狀態，因此用電石渣制備石膏的經濟性不佳。而在新材料領域，硫酸鈣晶須作為一種集增強纖維和超細無機填料二者優勢于一體的新型材料，可廣泛用于樹脂、塑料、橡膠、涂料、油漆、造紙、瀝青、摩擦和密封材料等產品中，作為補強增韌劑或功能型填料，又可直接用作過濾材料、保溫材料、耐火隔熱材料、紅外線反射材料和包覆電線的高絕緣材料，市場前景廣泛。用電石渣生產硫酸鈣晶須產品的工藝流程為:電石渣經配漿、除雜處理后獲得精制氫氧化鈣，與濃硫酸按比例配置后再將漿液導入反應釜內，在助劑的作用下生成二水硫酸鈣晶須，再經高溫煅燒后即可獲得硫酸鈣晶須產品。

2．2應用于建筑材料

2．2．1用于生產水泥作為水泥的生產原料，是大量利用電石渣的一個重要途徑，目前全國范圍內共有50余條電石渣制備水泥的生產線。國內利用電石渣生產水泥熟料可追溯于20世紀70年代，當時主要采用濕法長窯煅燒水泥熟料，之后隨著水泥生產預熱分解技術的不斷發展，利用電石渣生產水泥熟料工藝又陸續出現了半濕法回轉窯、濕磨干燒和干磨干燒等工藝。與傳統的石灰石法生產水泥工藝相比較，用電石渣生產水泥工藝，每生產1 t水泥可減少0． 6 t CO2排放量，減少石灰石開采量約1 t。

2．2．2作為石灰使用電石渣亦可替代石灰應用于建筑行業領域，如建筑地基處理、砌筑砂漿、抹灰砂漿等，但由于建筑行業施工屬階段性使用，不能滿足電石渣連續處置的需求。

2．2．3用于公路墊層電石渣的化學組成符合國家二級低鎂石灰標準，在國家標準GB50209 － 2002中明確電石渣可用于灰土墊層，也可摻拌灰土或三合土，電石渣與黏土拌和料還可作為道路的基層、底基層穩定土、土壤固化劑等使用，在道路建設方面已有多年應用經驗。

2．3用于環境治理

2．3．1治理礦山固體廢渣可利用電石渣附著力強和脫水性差這一特性，將其與粉煤灰、黃泥等混合使用，利用火山灰效應將其形成膠凝性材料，覆蓋在矸石山的表面逐漸硬化，此舉可以有效地將矸石與空氣隔絕，避免矸石自燃。

2．3．2治理大氣污染電石渣具有強堿性，可以有效地將窯爐中排放的酸性氣體吸收。也可以應用于燃煤工業鍋爐的脫硫(固硫)。把電石渣作為黏結劑和固硫劑按一定比例均勻混入燃煤中，在煤的燃燒過程中，在爐膛內電石渣與SO2反應生成亞硫酸鈣或硫酸鈣，而使SO2被固定下來沉積在煤灰渣中，并隨著煤渣一起被排出從而減少SO2、煙塵和NOx的排放量，同時具有一定的節煤效果。

2．3．3治理廢水在許多工業生產的過程中，均會產生大量的酸性廢水，在廢水排放前必須要進行中和處理，電石渣可在這一過程中得到應用，而且采用電石渣來處理酸性廢水，處理的成本相對較低，這在許多企業中已經得到了應用。電石渣對于一些工業廢水的處理，還能起到沉淀劑或混凝劑的作用。如濕法選煤所產生的工業廢水呈弱堿性，為膠體分散體系，存在大量帶有較強負電荷的膠粒，使得懸浮顆粒難以靠重力作用自然沉降，而若用電石渣處理高泥質煤泥水，煤泥懸浮顆粒則會快速地沉降下去，處理方法簡單、效果良好。此外，在處理含氟廢水方面，將電石渣與聚丙烯酰胺合用，也取得了較好的處理效果。

3結語電石渣經處置后即可成為化工產品、建筑材料以及環境治理的原料，在技術層面是完全可行的，并且具有良好的市場前景。在電石渣的利用方面，應緊扣固廢處置這一主題，在原有生產狀況不受影響的前提下，結合本地、本廠實際情況，選取適合的處理工藝，實現電石渣的資源化和無害化處理，取得較好的經濟效益和社會效益。

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