电石渣及二氧化碳资源化利用现状与展望.docx
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1、电石的主要成分是碳化钙(CaCJ,是生产聚氯乙烯(PVC)、石灰氮、双氧胺以及溶解乙快等的主要原料,其中最主要的用途是生产PVC。据统计,在中国有超过25%的PVC都是通过电石法生产的,而且将近70%的电石都用于PVC的生产,我国已成为世界上最大的电石生产和消费基地。使用电石生产PVC,聚乙烯醇和溶解乙快都会产生大量的电石渣(CCR)。CCR作为电石的水解产物,主要成分是CaO,此外还含有少量A1O3xSiCX和Fe2O3等杂质。反应原理是CaC2与水反应生成乙焕气和Ca(OH)2z并释放能量。据统计,2019年国内电石的累计消耗量为2122.6万t,按电石与CCR的质量比为1:1.2计算,2
2、019年产生的CCR约为2655.12万t。CCR作为工业固体废弃物,其含水率低、颗粒小并具有较高的反应活性,而且溶于水后PH在12以上,因此随意堆放不仅会占用土地、造成土地盐碱化及复耕困难,还会随雨水进入地下而污染地下水。除此之外,CCR作为一般的固体废弃物,在运输过程中会产生扬尘,污染环境。早期,CCR未能得到充分利用,大多就近填埋处置,不仅破坏了水、大气和土壤环境,而且还造成了资源浪费。近年来,由于在资源开采过程中带来了很多环境问题,随着环境管理的日趋严格,一些不可再生资源(如石灰石)的开采已经停止。与此同时,大量的工业固体废弃物作为一种潜在的矿产资源受到了广泛关注。CeM乍为温室气体,
3、浓度高会导致全球海平面上升、淡水资源减少、出现极端气候,威胁人类健康。因此,寻找将CCX转化为有用产品的方法,不仅可以刺激新技术、新产品和工业的发展,并有助于CO2的减排和控制。CCR作为固体废弃物,可以代替石灰石生产建筑材料和化工产品等,实现资源的循环利用。如将CCR和CCX发生碳化反应生成的CaCo3可以代替部分石灰石,从而提高CCR的利用价值。相关研究表明,1tCCR可代替1.28t石灰石,减少排放0.56t的C(X,可以达至以废治废的目的。1 CCR综合利用现状1.1 CeR在建材行业中的应用CCR富含Ca(OH)2,分解热低,通过燃烧或者用其与高炉渣、稻壳灰和粉煤灰等固体废弃物混合,
4、可取代石灰石生产水泥、保温材料、粉煤灰砖、改良膨胀土以及冷沥青混合料等,既降低了能量消耗,又减少了石灰石燃烧过程中CCX的排放,还能实现CCR的多重资源循环利用,减少环境污染。CCR在建材行业中的应用现状见表1o表1CCR在建材行业中的应用应用类型及优势应用情况水泥利用CCR制水泥不仅降低了水泥的生产成本而且减少了水泥工艺中1(),的排放,既充分利用了资源,又保护了环境水泥时CCR的消花状极大.但产品的附加值低所以水泥对CeR的依赖性逐羸降低;保温材料址硬钙石是种超轻绝缘材料.利用燃烧后的CeK制备硬硅钙右合成的绿色环保无机保温材料有质轻、防腐和防火的优特性CA。等首次介绍了以碳化物渣为钙质原
5、料,通过动态水热介成法制的硬硅钙石.结果表明.适当燃烧后的碳化物液可用于制箔纯硬硅钙石燃烧温度的变化不会影响产物结抬度.(H会大大影响产物的形貌UANJnSUWAN等以CeR为添加剂.研究了在常温E粉煤灰破将CcR和粉煤灰按定比例混合,然后加入一定周化的跋活化粉煤来(FA)砂浆的强度发展和耐久性,结果的辅料经过制的匚2可制备粉燥灰W表明.CCR的加入会端短跋活化FA砂浆的凝结时间,加快我强度发展.耐久性也有所增强适址的CCR和格壳灰胶精材料可以降低膨胀上的MU等根据CCR和稻壳庆(RUA)混合砂浆的抗压强度固化时间和初始含水率、膨胀势、膨胀压力、裂缝址利抗折强度.采用RHA与CCR的质Id比为
6、65,35的混合改良膨胀土和细度,因此被用作添加剂铉定膨胀士既解决了物料进行r士堞稳定性研究结果龙明.Sfi并混合物料用址膨胀土胀缩变彬的危害、降低建设和处置成本.的增加.固化时间和初始含水率、溶胀电位、溶胀力、花张乂减少了环境污染土裂缝垃和细度著降低DU1A1MI等用磨粒高炉渣(GGIiS)和CCR代替石灰石冷沥什乳液混合料(CAEM)与热拌扬沙(HMA)和填料,研究了种在IE常周化条件下增强CAEM的方法,使冷沥声比.具有对环境影响小、能耗低的优势;然而.以石其具有与传统HMA相似的性能.结果表明,与以往通过加乳液混合料灰石为填料的CAEM在早期强度和同化时间方面水泥改出CAEM相比.以G
7、GBS和CCR为填料.通过使用不如传统的HMA活化材料生成胶凝水化产物.提高刚度模V和CAEM的抗卑微性能.减少了固化时间1.2 CCR在环保行业中的应用CCR除了在建材行业应用广泛以外,因其理化性质也被应用于烟气脱硫以及作为化学吸附剂处理工业废水等。CCR富含钙,并且碱度高,可以通过磷酸钙沉淀去除磷酸盐,而且可以作为烟气的脱硫剂,最终以硫酸钙的形式将SCh从烟气中脱除。CCR在环保行业中的应用现状见表2表2CCR在环保行业中的应用应用类型工艺及优势应刖情况脱旋常用的烟气脱硫剂(如石灰石、液&、辄化镁等)费用都比较高.以CCR中的作为脱Wi剂.既环保乂经济WANG等研究发现.CCK和煤焦球联合
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