電石渣中和廢稀酸制備高強石膏應用分析

易家祥 謝衛蘋 伏天兵

摘要：本文通過對電石渣的危害分析，利用電石渣-稀酸中和反應機理制備高強度石膏，實現“變廢為寶”，介紹了電石渣與稀酸反應制備主要工藝流程，分析了高強石膏市場應用情況。

關鍵詞：PVC;電石渣;廢稀酸;高強石膏

中圖分類號：X705 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）05-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.05.083

Abstract： The harm of carbide slag is analyzed in this paper，and it also deals with how to prepare high strength gypsum by neutralizing carbide slag and waste dilute acid so that the waste can be changed into resources.The main technological process of preparing high strength gypsum by reaction of carbide slag with sulphuric acid was introduced， and then analyzed the application of high strength gypsum.

Keywords： PVC; Carbide slag; Waste dilute acid;High strength gypsum

1 電石渣的出現及害處

電石渣屬于在電石生產乙炔歷程里外排出的工業棄置物。當下，我國70%以上的電石用在制造聚氯乙烯。每制造1tPVC成品消耗1.50～1.60t電石，每1t電石帶來電石渣（也就是干基）1.2t，電石渣包含水量根據90%來計算，每制造1tPVC成品，外排電石渣漿大致是18t，電石渣漿的制造量極大的超出了PVC的生產量。電石添加水的重點化學反應方程式如下：

在電石同水進行反應的時候，電石里面的雜物也進行了反應，出現氫氧化鈣以及別的氣體，重點反應方程式如下：

當下，以電石作為主要材料，添加水（濕法）制造乙炔的技藝在我國依舊占據相當大的比例。電石渣漿包含水量非常大、流量非常大、堿性相當高，屬于污水管網的主要受污，長時間堆放既占據眾多的土地，而且對耕地有較重的侵蝕危害。所以，我國環境保護部早已把電石渣納進第Ⅱ類普通工業固態廢棄物，需要加以監管。

2 電石渣-稀酸中和反應制備高強度石膏相關機理

該研究項目中電石渣來源于宜賓某化工廠，稀酸為絲麗雅集團某項目生產過程中產生的稀硫酸，濃度為50～60g/l，利用價值極低，同時面臨環保處理風險，經過項目相關技術調研，可以用電石渣與稀酸反應制備石膏，主要工藝流程如下：

電石渣—高溫煅燒—化學提純—反應生成工業石膏—高強度石膏

2.1 高溫煅燒除雜預處理

電石渣中含有多種雜質成分，其白度一般在60%，和硫酸反應生成工業石膏白度范圍約在65%～70%之間，這類原料產出的制品售價很低，在市場上沒有競爭優勢，因此，原料必須提純后白度達到90%以上，才能有更高的產品價值和利潤空間。

電石渣和硫酸反應，采用物理和化學的方法綜合措施排除雜質和有害成分，變成純潔的二水石膏原料。

基本原理，二水石膏在高溫條件下，隨著溫度的逐漸升高，有機物、氣味、染色物質不斷揮發去除，反應化學式如下：

2.2 化學提純

煅燒后的工業石膏變成了Ⅱ無水石膏雖然提高了白度，但石膏是一類白色礦物質，白度越高價值就越高，因此，采取化學處理方法;處理后的Ⅱ無水石膏白度提到了90%以上;有了高白度的無水石膏粉磨后即為作為產品銷售或著做超高強度石膏。

2.3 相變處理

經過化學提純后，得到高白度的Ⅱ無水石膏是不能直接生產半水石膏，必須把無水石膏轉化為二水石膏后，方能使用，反應方程式如下：

3 高強石膏的重點用處及市場探究

3.1 高強陶模石膏粉的市場探究

陶模石膏粉的市場特征是：

（1）國內陶瓷每年生產量占到了世界上的50%，陶模石膏粉應用量非常大，達到了400萬t上下。（2）福建德化、廣東潮汕等區域每一年需求高強陶模石膏粉大致150萬t，經營商進價是每噸600多元（在以上兩個區域所使用脫硫石膏制造高強陶模石膏粉的利潤研究：當下，以上兩個區域由于沒有天然石膏物資，所應用高強陶模石膏粉都是自湖北、湖南運來，其中石膏礦材料是每噸150元，長短途費用是每噸150～170元，稅費大致是每噸50元;而在以上兩區域使用脫硫石膏制造高強陶模石膏粉，運輸費用可以下降每噸120～150元，材料節省每噸80元，稅費（廢渣運用免稅）節省每噸50元，一共可以下降費用每噸250元，再加之前的常態利潤，每一噸高強陶模粉的利潤最起碼可以達到每噸300元）。（3）市場相當穩定，用不著市場普及運用。

3.2 自流平石膏市場的研究

自流平石膏屬于自流平地面進行找平石膏的簡單稱呼，它屬于某一在混凝土樓板墊層之上可以流動攤平，也就是在本身重力效果下出現平滑表層，變成非常科學的建筑物地表找平層，屬于鋪平木地板、地毯以及各類地表修飾材質的底層材質。建筑物室內地面的一般做法為先應用水泥砂漿加以找平層處理，接下來再處理面層。這一措施不僅費工，而且費時，尤其是找平層，需要手工進行抹平，而應用自流平石膏，就可以徑直在墊層上進行澆灌加以找平層，等到它硬化之后，客戶又可以依照自身想法在石膏找平層上添加飾面層。

借助自流平石膏進行施工的地面，尺寸相當精確，平整度非常明顯，不開裂、不空鼓。澆灌24小時之后，就可以在其上走動;48小時之后能夠在其上繼續工作。等到干燥之后，通常用不著加以修整，其平整度就可以實現非常高的狀況，可以徑直在地面之上鋪貼地毯或者PVC板等。假如粘貼地面磚或者做實木地板，使用黏結劑量非常少，既縮減了樓層地表實重，又省下了許多黏結劑。因為自流平石膏地層導熱系數比起水泥砂漿地面要低許多，所以踏在其上并無冰冷體驗。

借助自流平地面找平材質處理高規格屋內地面既省工又省時，能夠用不著高級抹灰工就能夠實現。工作的時候輕快便利，實效高，而且能夠借助泵送施工，每天鋪地面能夠達到800㎡～1000㎡。借助這一措施，還能夠處理出無縫隙大面積地面。

當下，在日本以及西歐各國，自流平石膏運用非常廣泛，有穩定的生產技藝以及匹配的施工器械。我們國家每一年新增加建筑面積接近20億平方米，假如根據這里50%的地面（10億㎡）借助自流平石膏，每㎡要求使用20kg自流平石膏（粉）來算的話，一共需要自流平石膏（粉）2000萬t，而這里面一半屬于高強石膏，也就是每一年需要1000萬t的高強石膏來制造自流平石膏。

3.3 高摻砂型石膏砂漿的市場探究

把高強石膏作為主體生產的高摻砂型石膏砂漿除去存在普通石膏砂漿所要存在的一般優勢以及施工之后一樣的質量規格之外，跟一般的石膏砂漿比起來，高摻砂型石膏砂漿還存在下列優勢：

（1）配砂量不一樣，終極施工原材料費用極大地下降：一般石膏同砂搭配比例是1：1，也就是1噸一般石膏搭配摻入1噸建筑用砂;而高強石膏同砂搭配比例是1：3，所以應用高強石膏生產的石膏砂漿費用相當低。

（2）減少長途費用，間距越遠，減少成本數目越大。

（3）施工速率可以提升1倍上下：相同狀況下，同一個人，假如使用一般石膏砂漿每日可以抹20㎡（黏性非常大，不容易抹開）;借助高摻砂型石膏砂漿最起碼可以抹30㎡～40㎡，大大提升了施工速率，壓縮了施工時間，只是這項的費用降低也非常可觀。

從這里來看，借助高強石膏制造的高摻砂型石膏砂漿會變成石膏砂漿的主要品牌。

4 總體結論

通過該項目的研究表明：

（1）電石渣與廢稀酸中和反應，可以實現高強石膏的制備;

（2）可以有效實現電石渣和廢酸的治理，實現“變廢為寶”;

（3）制備完成的高強石膏應用領域廣泛，整體市場需求旺盛。

參考文獻

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收稿日期：2019-01-17

作者簡介：易家祥（1983-），男，漢族，博士研究生，高級工程師，研究方向為生物化工。