本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)和固體廢棄物資源化利用
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及一種利用石灰煙道氣法鹽泥制備有機(jī)環(huán)保融雪劑的方法。
背景技術(shù)：
：冬季下雪是阻礙交通的“大敵”。二十世紀(jì)四、五十年代，隨著交通運(yùn)輸?shù)难杆侔l(fā)展，融雪劑應(yīng)運(yùn)而生，融雪劑主要用于機(jī)場(chǎng)、公路、鐵路、城市街道等地方，起到除雪或防凍作用。氯鹽類(lèi)融雪劑因其融雪效果好、價(jià)格便宜，一直被廣泛地應(yīng)用于道路的除雪化冰，直到現(xiàn)在，一些國(guó)家仍以氯鹽作為融雪劑的主體，我國(guó)也不例外。然而，過(guò)度使用氯鹽融雪劑會(huì)導(dǎo)致路旁植被大量死亡，公路、橋梁、混凝土路面受到腐蝕破壞，被摻進(jìn)了融雪劑的雪融化后滲入地表，污染江河、地下水，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞。所以研究新型的融雪劑，改善現(xiàn)有融雪劑的性能迫在眉睫。20世紀(jì)80年代末90年代初，國(guó)外開(kāi)始研究乙酸鹽融雪劑，醋酸鈣鎂鹽的出現(xiàn)使之有了突破性的改變。醋酸鈣鎂鹽(CMA)為醋酸鈣和醋酸鎂的混合物，是20世紀(jì)80年代美國(guó)為代替高速公路的除冰(雪)劑氯化鈉而開(kāi)發(fā)的一種環(huán)保型化學(xué)品，與氯化鈉相比較，CMA具有熔點(diǎn)低、可生物降解、對(duì)公路基礎(chǔ)設(shè)施中的混凝土與金屬的腐蝕性小、基本上對(duì)土壤和水源不造成污染等優(yōu)點(diǎn)。通常，CMA是由冰醋酸與白云石反應(yīng)制得，但此生產(chǎn)成本高，其產(chǎn)品價(jià)格為氯化鈉的30倍，制約了CMA的普遍應(yīng)用。鹵水凈化工藝是制鹽行業(yè)提高精制鹽產(chǎn)品純度，降低鹽中雜質(zhì)含量，提高鹽產(chǎn)品白度的一個(gè)關(guān)鍵過(guò)程。石灰煙道氣法鹵水凈化工藝所產(chǎn)生的鹽泥中所涉及的化學(xué)成分包括CaCO3、Mg(OH)2、CaSO4以及少量NaCl等，由于產(chǎn)出量大，成分復(fù)雜，直接排放帶來(lái)環(huán)境污染。目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)對(duì)鹽泥的處理方法是將其作為廢物填埋。目前研究開(kāi)發(fā)合理的鹽泥處理工業(yè)化應(yīng)用技術(shù)，是國(guó)內(nèi)所有制鹽企業(yè)共同面臨的技術(shù)難題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明提供了一種利用石灰煙道氣法鹽泥制備有機(jī)環(huán)保融雪劑的方法，不僅能夠省去降低鹽泥處理費(fèi)用，還可以充分利用資源變廢為寶，大幅降低有機(jī)環(huán)保類(lèi)融雪劑的生產(chǎn)成本，充分利用鹽泥中的微量成分進(jìn)一步提高融雪劑的使用性能。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：將鹽泥和有機(jī)酸反應(yīng)，過(guò)濾后濾液經(jīng)過(guò)濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶、烘干、破碎造粒后得到有機(jī)環(huán)保型融雪劑，具體步驟為：(1)將有機(jī)酸與石灰煙道氣法鹽泥在常溫(25℃)下攪拌反應(yīng)，其中，石灰煙道氣法鹽泥的組成按重量份數(shù)計(jì)算為，CaCO379.0～92.5份、NaCl0.2～1.5份、Mg(OH)210.5～23.2份、CaSO41.5～4.0份、Fe(OH)31.0～2.0份、Al(OH)30.1～0.5份、SiO20.1～1.5份(如原始鹽泥中組分或含量與上述標(biāo)準(zhǔn)有出入，可通過(guò)常規(guī)的去除或添加的手段加以調(diào)整)，有機(jī)酸為甲酸、乙酸、丙酸、木醋酸或其他有機(jī)廢酸，優(yōu)選為甲酸、乙酸或其他有機(jī)廢酸，具體操作為，將石灰煙道氣法鹽泥在水中分散為漿料，再于攪拌狀態(tài)下向該漿料中滴加有機(jī)酸直至反應(yīng)體系沒(méi)有氣泡出現(xiàn)，上述反應(yīng)產(chǎn)生的氣泡為二氧化碳?xì)怏w，可作為副產(chǎn)物收集利用；(2)對(duì)步驟(1)得到的反應(yīng)體系過(guò)濾，將所得濾液減壓濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶并烘干得到固體，減壓濃縮時(shí)的真空度為0.06～0.09Mpa，溫度為70～80℃，減壓濃縮后得到的液態(tài)產(chǎn)物(包括脫色或不脫色)可直接作為液態(tài)有機(jī)環(huán)保型融雪劑，烘干溫度為80℃～100℃，烘干時(shí)間為2.5～3h；(3)將步驟(2)中烘干后的固體破碎造粒，得到有機(jī)環(huán)保型融雪劑，先利用破碎機(jī)進(jìn)行破碎，然后對(duì)輥造粒得到顆粒大小為4～7mm、形狀為橢球型的有機(jī)環(huán)保型融雪劑。本發(fā)明的有益效果在于：首次提出利用鹵水凈化過(guò)程中產(chǎn)生的石灰煙道氣法鹽泥和有機(jī)酸反應(yīng)制備出有機(jī)環(huán)保型融雪劑，充分利用了鹽泥中的鈣、鎂離子，而且由于微量離子的存在對(duì)融雪化冰能力有明顯的協(xié)同提升作用；實(shí)現(xiàn)了鹽泥固廢的循環(huán)利用，變廢為寶大幅降低有機(jī)環(huán)保類(lèi)融雪劑的生產(chǎn)成本，而且省去了鹽泥的處理費(fèi)用，降低了環(huán)境污染。所制備的CMA類(lèi)型融雪劑是市場(chǎng)上公認(rèn)的一種環(huán)保型化學(xué)品，與氯化鈉類(lèi)融雪劑相比較，CMA具有熔點(diǎn)低、可生物降解、對(duì)公路基礎(chǔ)設(shè)施中的混凝土與金屬的腐蝕性小、基本上對(duì)土壤和水源不造成污染等優(yōu)點(diǎn)。非常符合國(guó)家節(jié)能減排、綠色環(huán)保的方針政策。具體實(shí)施方式實(shí)施例1本實(shí)施例中所使用的石灰煙道氣法鹽泥的組成按重量份數(shù)計(jì)算為CaCO380.8份、NaCl0.8份、Mg(OH)213.2份、CaSO42.8份、Fe(OH)31.7份、Al(OH)30.4份、SiO20.3份，(1)將含有500gCaCO3的上述石灰煙道氣法鹽泥在500mL水中常溫(25℃)攪拌分散為漿料，再于攪拌狀態(tài)下向該漿料中滴加純的乙酸直至反應(yīng)體系沒(méi)有氣泡出現(xiàn)；(2)對(duì)步驟(1)得到的反應(yīng)體系過(guò)濾，將所得濾液于0.06Mpa、75℃下減壓濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶并于85℃下烘干得到固體；(3)將步驟(2)中烘干后的固體先利用破碎機(jī)進(jìn)行破碎，然后對(duì)輥造粒得到顆粒大小為4～6mm、形狀為橢球型的有機(jī)環(huán)保型融雪劑。實(shí)施例2本實(shí)施例中所使用的石灰煙道氣法鹽泥的組成按重量份數(shù)計(jì)算為CaCO380.7份、NaCl1.1份、Mg(OH)211.9份、CaSO44.0份、Fe(OH)31.3份、Al(OH)30.25份、SiO20.75份，(1)將含有500gCaCO3的上述石灰煙道氣法鹽泥在500mL水中常溫(25℃)攪拌分散為漿料，再于攪拌狀態(tài)下向該漿料中滴加純的甲酸直至反應(yīng)體系沒(méi)有氣泡出現(xiàn)；(2)對(duì)步驟(1)得到的反應(yīng)體系過(guò)濾，將所得濾液于0.07Mpa、80℃下減壓濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶并于80℃下烘干得到固體；(3)將步驟(2)中烘干后的固體先利用破碎機(jī)進(jìn)行破碎，然后對(duì)輥造粒得到顆粒大小為4～6mm、形狀為橢球型的有機(jī)環(huán)保型融雪劑。對(duì)比實(shí)施例1按照實(shí)施例1的石灰煙道氣法鹽泥中CaCO3、NaCl、Mg(OH)2、CaSO4、SiO2的量以純凈物的形式加入：(1)將含有500gCaCO3且各組分按重量份數(shù)計(jì)算為CaCO380.8份、NaCl0.8份、Mg(OH)213.2份、CaSO42.8份、SiO20.3份的混合物一并加入500mL水中，并常溫(25℃)攪拌分散為漿料，再于攪拌狀態(tài)下向該漿料中滴加純的乙酸直至反應(yīng)體系沒(méi)有氣泡出現(xiàn)；(2)對(duì)步驟(1)得到的反應(yīng)體系過(guò)濾，將所得濾液于0.06Mpa、75℃下減壓濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶并于85℃下烘干得到固體；(3)將步驟(2)中烘干后的固體先利用破碎機(jī)進(jìn)行破碎，然后對(duì)輥造粒得到顆粒大小為4～6mm、形狀為橢球型的有機(jī)環(huán)保型融雪劑。對(duì)比實(shí)施例2按照實(shí)施例2的石灰煙道氣法鹽泥中CaCO3、NaCl、Mg(OH)2、CaSO4、Fe(OH)3、SiO2的量以純凈物的形式加入：(1)將含有500gCaCO3且各組分按重量份數(shù)計(jì)算為CaCO380.7份、NaCl1.1份、Mg(OH)211.9份、CaSO44.0份、Fe(OH)31.3份、SiO20.75份的混合物一并加入500mL水中并常溫(25℃)攪拌分散為漿料，再于攪拌狀態(tài)下向該漿料中滴加純的甲酸直至反應(yīng)體系沒(méi)有氣泡出現(xiàn)；(2)對(duì)步驟(1)得到的反應(yīng)體系過(guò)濾，將所得濾液于0.07Mpa、80℃下減壓濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶并于80℃下烘干得到固體；(3)將步驟(2)中烘干后的固體先利用破碎機(jī)進(jìn)行破碎，然后對(duì)輥造粒得到顆粒大小為4～6mm、形狀為橢球型的有機(jī)環(huán)保型融雪劑。對(duì)比實(shí)施例3在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，增加Fe(OH)3、Al(OH)3的含量：本實(shí)施例中所使用的石灰煙道氣法鹽泥的組成按重量份數(shù)計(jì)算為CaCO380.8份、NaCl0.8份、Mg(OH)213.2份、CaSO42.8份、Fe(OH)33.5份、Al(OH)31.2份、SiO20.3份，(1)將含有500gCaCO3的上述石灰煙道氣法鹽泥在500mL水中常溫(25℃)攪拌分散為漿料，再于攪拌狀態(tài)下向該漿料中滴加純的乙酸直至反應(yīng)體系沒(méi)有氣泡出現(xiàn)；(2)對(duì)步驟(1)得到的反應(yīng)體系過(guò)濾，將所得濾液于0.06Mpa、75℃下減壓濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶并于85℃下烘干得到固體；(3)將步驟(2)中烘干后的固體先利用破碎機(jī)進(jìn)行破碎，然后對(duì)輥造粒得到顆粒大小為4～6mm、形狀為橢球型的有機(jī)環(huán)保型融雪劑。對(duì)比實(shí)施例4按照實(shí)施例2的石灰煙道氣法鹽泥中CaCO3、NaCl、Mg(OH)2、CaSO4、Al(OH)3、SiO2的量以純凈物的形式加入：(1)將含有500gCaCO3且組分按重量份數(shù)計(jì)算為CaCO380.7份、NaCl1.1份、Mg(OH)211.9份、CaSO44.0份、Al(OH)30.25份、SiO20.75份的混合物一并加入500mL水中并常溫(25℃)攪拌分散為漿料，再于攪拌狀態(tài)下向該漿料中滴加純的甲酸直至反應(yīng)體系沒(méi)有氣泡出現(xiàn)；(2)對(duì)步驟(1)得到的反應(yīng)體系過(guò)濾，將所得濾液于0.07Mpa、80℃下減壓濃縮、蒸發(fā)結(jié)晶并于80℃下烘干得到固體；(3)將步驟(2)中烘干后的固體先利用破碎機(jī)進(jìn)行破碎，然后對(duì)輥造粒得到顆粒大小為4～6mm、形狀為橢球型的有機(jī)環(huán)保型融雪劑。檢測(cè)實(shí)驗(yàn)1有機(jī)環(huán)保型融雪劑對(duì)金屬碳鋼腐蝕：首先配制腐蝕溶液，在7個(gè)2000mL的燒杯中分別加入氯化鈉(純度≥99.9％)和實(shí)施例1、實(shí)施例2、對(duì)比實(shí)施例1、對(duì)比實(shí)施例2、對(duì)比實(shí)施例3、對(duì)比實(shí)施例4中的有機(jī)環(huán)保型融雪劑產(chǎn)品，加水均按照溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18.0％配制為試液；試樣為長(zhǎng)方形20號(hào)碳鋼片(GB/T699)，尺寸為5mm×2.5mm×0.2mm，試樣在實(shí)驗(yàn)前用濾紙擦去表面油脂，經(jīng)丙酮和無(wú)水乙醇浸泡后烘干，最后將試樣逐個(gè)用濾紙包裹，置于干燥器中備用。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后用分析天平準(zhǔn)確稱(chēng)重各試樣后浸泡于上述相應(yīng)編號(hào)的腐蝕溶液中，實(shí)驗(yàn)溫度為40℃，試片線速度為0.35m/s，浸泡過(guò)程中不通入空氣，不間斷浸泡48小時(shí)后擦拭掉表面鐵銹再經(jīng)酸洗、堿洗、水洗后用無(wú)水乙醇除去多余水分，烘干后再次稱(chēng)重，根據(jù)腐蝕減量測(cè)定緩蝕速率，腐蝕速率計(jì)算公式如下：X=8760×(m-m1)×10s×ρ×t]]>上式中，m為經(jīng)過(guò)上述配制的腐蝕液所浸泡的試片質(zhì)量的最終損失，單位g；m1為試片僅經(jīng)過(guò)上述酸洗、堿洗、水洗、無(wú)水乙醇洗后的質(zhì)量損失平均值，單位g；s為試片的表面積，單位cm2；ρ為試片的密度，單位g/cm3；t為試驗(yàn)時(shí)間，單位h；8760為與1年相當(dāng)?shù)男r(shí)數(shù)，單位h/a；10為與1cm相當(dāng)?shù)暮撩讛?shù)；通過(guò)上式測(cè)得的腐蝕速率計(jì)算各樣品的緩蝕率X2(具體檢測(cè)、計(jì)算結(jié)果請(qǐng)見(jiàn)表1)：X2(%)=X0-X1X0×100]]>式中：X0為上述配制的氯化鈉腐蝕試液對(duì)試片的腐蝕速率，單位mm/a；X1為上述各實(shí)施例、對(duì)比實(shí)施例的成品所配制的腐蝕試液對(duì)試片的腐蝕速率，單位mm/a。表1氯化鈉實(shí)施例1實(shí)施例2對(duì)比例1對(duì)比例2對(duì)比例3對(duì)比例4腐蝕速率0.50580.08130.09370.11680.11420.10170.1173緩蝕率/83.92％81.47％76.90％77.42％79.89％76.81％從表1的碳鋼腐蝕結(jié)果可以看出，本發(fā)明的有機(jī)環(huán)保型融雪劑能明顯降低對(duì)標(biāo)準(zhǔn)碳鋼片的腐蝕，緩蝕率最高能達(dá)到83.92％；氯化鈉對(duì)碳鋼的腐蝕速率相當(dāng)于本發(fā)明有機(jī)類(lèi)融雪劑的6倍左右。而對(duì)比實(shí)施例產(chǎn)品的緩蝕效果略低于本發(fā)明。檢測(cè)實(shí)驗(yàn)2有機(jī)環(huán)保型融雪劑的融冰速度：參照融雪鹽國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中融雪化冰能力的測(cè)試方法，稱(chēng)取實(shí)施例1、實(shí)施例2、對(duì)比實(shí)施例1、對(duì)比實(shí)施例2、對(duì)比實(shí)施例3、對(duì)比實(shí)施例4中的有機(jī)環(huán)保型融雪劑產(chǎn)品各200g，分別置于6個(gè)400mL燒杯中，加水充分溶解后分別轉(zhuǎn)移至6個(gè)1000mL的容量瓶中，搖勻、定容備用；將各容量瓶中實(shí)施例1、實(shí)施例2、對(duì)比實(shí)施例1、對(duì)比實(shí)施例2、對(duì)比實(shí)施例3、對(duì)比實(shí)施例4的融雪劑產(chǎn)品的試液依次標(biāo)計(jì)為：試液1、試液2、試液3、試液4、試液5、試液6；取6個(gè)150mL相同直徑和高度的樣品瓶，分別加入100mL水并置于-10℃的低溫恒溫箱中至充分結(jié)冰；分別移取25mL上述試液1、試液2、試液3、試液4、試液5、試液6，并分別移入6個(gè)50mL的燒杯中，置于-8℃的低溫恒溫箱中12h后備用；從低溫恒溫箱中取出充分結(jié)冰的各樣品瓶，擦干外壁的水和冰，迅速稱(chēng)量(精確至0.1g)，將備用的試液1、試液2、試液3、試液4、試液5、試液6一一對(duì)應(yīng)迅速倒入盛有冰塊的樣品瓶中，然后放回-10℃的低溫恒溫箱中，分別在20分鐘、40分鐘、60分鐘取出該樣品瓶，立即傾倒其液體，并迅速稱(chēng)量燒杯和剩余冰塊的質(zhì)量，所得各溫度融雪化冰能力數(shù)據(jù)如表2所示：表2可見(jiàn)，微量鐵、鋁的共同存在，才能夠協(xié)同融雪劑的主成份促使融雪化冰作用大幅提高；就對(duì)比例3來(lái)看，當(dāng)Fe、Al元素含量過(guò)高時(shí)，融雪效果反而不佳。檢測(cè)實(shí)驗(yàn)3有機(jī)環(huán)保型融雪劑的冰點(diǎn)測(cè)試：在7個(gè)燒杯中分別加入氯化鈉(純度≥99.9％)和實(shí)施例1、實(shí)施例2、對(duì)比實(shí)施例1、對(duì)比實(shí)施例2、對(duì)比實(shí)施例3、對(duì)比實(shí)施例4中的有機(jī)環(huán)保型融雪劑產(chǎn)品，加水均按照溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18.0％配制為試液，對(duì)各試液分別移取70.0mL，按照SH/T0090的要求進(jìn)行測(cè)定，使用BSY-188Z發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液冰點(diǎn)測(cè)定儀進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表3所示：表3氯化鈉實(shí)施例1實(shí)施例2對(duì)比例1對(duì)比例2對(duì)比例3對(duì)比例4冰點(diǎn)/℃-14.1-19.9-20.4-10.1-9.8-9.6-10.0從各對(duì)比例的檢測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，常規(guī)的羧酸鈣鎂鹽融雪劑的冰點(diǎn)在氯化鈉融雪劑之上，這是該類(lèi)型融雪劑在性能上不如常規(guī)氯化鈉的一個(gè)方面；但是本申請(qǐng)中通過(guò)相關(guān)微量成份摻雜后的羧酸鈣鎂鹽融雪劑的冰點(diǎn)有了明顯的降低。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3