典型废矿物油的产生工艺及其重金属浓度特征

2015-08-24 07:32杨延梅汪群慧黄启飞李海玲
环境工程技术学报 2015年2期
关键词:冷冻机白油矿物油

苏 毅,杨延梅,岳 波,汪群慧,黄启飞,李海玲

1.重庆交通大学河海学院,重庆400074 2.中国环境科学研究院固体废物污染控制技术研究所,北京100012 3.北京科技大学土木与环境工程学院,北京100083

典型废矿物油的产生工艺及其重金属浓度特征

苏毅1,杨延梅1,岳波2*,汪群慧3,黄启飞2,李海玲2

1.重庆交通大学河海学院,重庆400074 2.中国环境科学研究院固体废物污染控制技术研究所,北京100012 3.北京科技大学土木与环境工程学院,北京100083

分析了6种典型废矿物油的产生工艺及特性,研究了废矿物油样品的重金属浓度特征。结果表明,不同产生工艺和工作环境,油品的损耗程度和产污情况存在明显差异。典型废矿物油样品中检出的主要重金属包括Cr、Ni、Zn、Cu、Pb、Mo和Ba等7种。其中,Zn浓度相对较高,Cr、Cu、Mo和Ba的浓度次之,Ni和Pb的浓度相对较少。Zn、Mo、Ba主要来自于添加剂掺入,Cr、Ni、Cu、Pb主要来自使用过程中磨料混入或杂质进入。6种废矿物油直接进入环境中的重金属当量浓度表现为废车用润滑油>废液压油>废淬火油>废冷冻机油>废防锈油>废白油。其中,废车用润滑油和废液压油的重金属潜在危害最高。废矿物油再生利用过程中,重金属绝大部分进入废渣中(如油渣、蒸馏残渣、废白土等),少部分残留在再生产品中;焚烧处置过程中,重金属的去向为烟气和底灰。因此,需要针对废矿物油的处置与资源化利用过程进行严格管理,防止其中重金属的二次污染。

废矿物油;产生工艺分析;重金属浓度;污染特性分析

苏毅,杨延梅,岳波,等.典型废矿物油的产生工艺及其重金属浓度特征[J].环境工程技术学报,2015,5(2):106-113.

SU Y,YANG Y M,YUE B,et al.Study on generation processes of used mineral oil and their heavy metal concentration characteristics[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2015,5(2):106-113.

废矿物油是指从石油、煤炭、油页岩中提取和精炼,在开采、加工和使用过程中由于外在因素作用导致改变了原有的物理和化学性能,不能继续使用的矿物油。废矿物油主要来自于石油开采和炼制产生的油泥和油脚,矿物油类仓储过程中产生的沉淀物,机械、动力、运输等设备的更换油及再生过程中的油渣及过滤介质等。废矿物油中含有多种有毒有害物质,如重金属、苯系物、多环芳烃等[1],如果随意倾倒不仅会对土壤、水体造成严重污染,也会严重危害人体健康。如果把废矿物油倒入土壤,可导致植物死亡,被污染土壤内微生物灭绝。一旦废矿物油进入饮用水源,1 t废矿物油可以污染100万t的饮用水[2-3]。目前,废矿物油在我国被列入《国家危险废物名录》,属于第8类(HW08)危险废物,具有明显的易燃性和毒性[4]。

另一方面,废矿物油具有较高的再生利用价值,可以通过适宜的再生技术再生为基础油、燃料油和柴油等产品。目前,国内针对废矿物油的研究主要集中在再生利用方面[5-12]。废矿物油的再生利用可分为能量再生和物质再生。废矿物油的能量再生主要包括直接燃烧和再生为燃料油。直接燃烧由于不加任何处理直接作为燃料,废矿物油中含有的重金属等污染物将会对环境造成严重的二次污染。将废矿物油经过热解或催化裂解等方法再生为燃料油是目前国内的主要再生方式之一,该方式可以解决废矿物油中氯、硫、磷、重金属等危害问题,但是再生过程会产生含油废水、酸渣、油渣、废白土等二次污染物,需要进行安全处理与处置。废矿物油的物质再生则主要指通过再精制过程再生为原料油。品质较好的废润滑油,使用后其主要成分并未发生变化,经过精制去除杂质,则可得到品质较好的再生基础油。简单的物理精制方法包括沉降、离心、过滤等,可以去除废矿物油中一些机械杂质、水分、胶质、炭粒等。但是,简单的物理精制方法基本无法满足润滑油标准的要求,必须采用减压蒸馏-溶剂精制、絮凝、抽提絮凝、短程蒸馏、加氢精制等深度精制工艺生产获得品质较高的再生基础油。

废矿物油作为一种危险废物,同时具备显著的危险废物与资源的双重属性。正是由于废矿物油的这种双重属性,目前国内绝大部分的废矿物油通过没有相应经营资质的小商贩进行非法回收,进一步进入后续的非法或者不规范的再生利用环节,在谋取巨额利润的同时给生态环境及人体健康造成巨大的潜在危害。目前,国内相关研究主要针对废矿物油再生利用技术研发,而对于废矿物油中污染物的污染特征及其归趋却关注较少。因此,笔者对典型废矿物油产生企业进行工艺分析与采样,明确了6种典型废矿物油的产生工艺、重金属浓度,分析了典型再生利用工艺中重金属污染物的归趋,以期为废矿物油的环境风险评价及控制提供直接的源强数据支持。

1 材料方法

余的氨;加入1 mL浓硝酸,定容至100 mL,并用ICP-MS(7500a,Agilent Technology Co.,Ltd.,USA)分析测定其中的重金属浓度,方法检测限为0.01 μg/L。每个样品设置3次重复处理。

1.3数据处理

采用Excel 2007和Origin 8.0软件进行数据处理与分析。

2 结果与讨论

2.1典型废矿物油产生特性分析

使用行业产生的废矿物油主要指废弃的润滑油。润滑油根据用途可以分为车用润滑油、工业润滑油和其他,其中车用润滑油包括发动机油、齿轮油等;而工业润滑油则包括液压油、淬火油等;其他,如白油,则主要作溶剂使用。废矿物油的产生特性与其产生工艺及工作环境直接相关。

2.1.1废车用润滑油

车用润滑油在使用过程中会因为高温氧化、薄层氧化、燃料与杂质混入、金属磨料等作用而缓慢变质[13],成为废油。车用润滑油包括发动机油、制动器油、自动变速器油、齿轮油和润滑脂等5种主要类型,其产废系数如表1所示。在收集环节中,由于制动器油、自动变速器油、齿轮油和润滑脂等的产生量相对较小,通常会与废发动机油一起混合收集。

表1 车用润滑油的类型及其产废系数Table 1Species and producing waste factor of motor oil

2.1.2废淬火油

淬火油是一种常见的淬火介质,一般要求具备良好的冷却性能、高燃点和高闪点、良好的热氧化安定性、低黏度和水分含量低等工作特性。淬火油在使用过程中同样会因为自身的氧化变质及杂质混入而最终形成废淬火油,淬火油的更换时间一般为1.5~2.0年,每次更换为2~3 t,废弃的淬火油一般会进行单独收集。淬火油在使用过程中的损耗主要来自零件的携带损失,其产废系数为0.8~0.9。

2.1.3废冷冻机油

冷冻机油发生变质的原因包括混入水分、氧化作用、杂质混入。冷冻机油在使用过程中处于密闭环境,因而其损耗相对较少,产废系数约为0.9。一般情况下,冷冻机油的更换周期为1.0~1.5年,更换的废冷冻机油通常进行单独收集。

2.1.4废液压油

液压油在液压系统运行过程中会因为混入固体颗粒、水、空气等杂质以及自身的氧化变质等原因最终成为废液压油。一般情况下,液压油的更换周期约为1年,更换的废液压油进行单独收集,送往有资质企业进行再生利用。液压油的损耗主要来自于液压系统的滴漏,其产废系数为0.8~0.9。

2.1.5废防锈油

防锈油使用过程中可能会因为混入杂质、水分等原因而逐渐变质成为废防锈油。防锈油的损耗主要是由于铸件表面携带损失,其产废系数为0.1~0.2。

图1 锂电池PE隔膜的生产工艺及废白油的产生Fig.1Production process for lithium battery PE membrane and its used oil generation

2.1.6废白油

白油通常是经过特殊深度精制处理后的矿物油,广泛应用于化学、纺织、化纤、石油化工、电力、农业等行业。图1为锂电池PE隔膜的生产工艺及废白油的产生过程。由于该工艺对于白油的品质要求较高,因此白油因混入少量的二氯甲烷而无法继续使用,成为废白油。同时,该工艺过程中溶剂白油几乎无损耗,其产废系数约为1.0。

2.2典型废矿物油样品的重金属浓度

6种典型废矿物油样品中的重金属浓度的总体情况如表2所示。由表2可知,6种典型废矿物油样品中检出的主要重金属包括Cr、Ni、Zn、Cu、Pb、Mo和Ba 7种,样品中其余重金属的浓度极低或未被检出。其中,Zn的浓度相对较高,为6.89~511.98 mg/kg,平均值为74.36 mg/kg;Cr、Cu、Mo和Ba的浓度次之,其平均值分别为8.30、6.72、9.74和4.59 mg/kg;Ni和Pb的浓度相对较少,其平均值分别为0.79和0.37 mg/kg。

表2 典型废矿物油样品中的重金属浓度Table 2Heavy metal concentration in typical used mineral oil samples

典型废矿物油样品中的Cr浓度如图2所示。由图2可知,6种典型的废矿物油样品中均检出了Cr。其中,废车用润滑油中Cr浓度为3.40~4.43 mg/kg,平均值为3.89 mg/kg;废淬火油中Cr浓度为2.21~3.33 mg/kg,平均值为2.68 mg/kg;废防锈油中Cr浓度为3.62~8.01 mg/kg,平均值为5.28 mg/kg;废液压油中Cr浓度为3.42~9.15 mg/kg,平均值为5.94 mg/kg;废冷冻机油中Cr浓度为5.80~10.75 mg/kg,平均值为8.04 mg/kg;废白油中Cr浓度为2.00~2.38 mg/kg,平均值为2.16 mg/kg,其浓度相对较低。废矿物油中重金属来源分为添加剂掺入和使用过程中磨料混入。废矿物油样品中的Cr则是主要来自在使用过程中磨料混入,如废机油、废液压油和废冷冻机油中的Cr则主要来自于在使用过程中金属零部件的磨损,废淬火油和废防锈油中的Cr则主要来自工件表面及空气中的灰尘颗粒物。

典型废矿物油样品中的Ni浓度如图3所示。由图3可知,整体上6种典型废矿物油中Ni的浓度相对较低,且废冷冻机油和废白油中Ni未检出。其中,废车用润滑油中Ni浓度为0.62~1.17 mg/kg,平均值为0.77 mg/kg;废淬火油中Ni浓度为0.45~0.92 mg/kg,平均值为0.72 mg/kg;废防锈油中Ni浓度为0.37~0.83 mg/kg,平均值为0.67 mg/kg;废液压油中Ni浓度为0.19~0.83 mg/kg,平均值为0.52 mg/kg。废矿物油中Ni的来源与Cr基本相同,即来自使用过程中的磨料混入。

图2 典型废矿物油样品中的重金属Cr浓度Fig.2Heavy mental Cr concentrations in typical used mineral oil samples

典型废矿物油样品中的Zn浓度如图4所示。由图4可知,6种典型废矿物油中Zn的浓度存在显著差异。其中,废车用润滑油中Zn浓度为40.56~298.40 mg/kg,平均值为164.31 mg/kg;废淬火油中Zn浓度为97.39~123.61 mg/kg,平均值为107.13 mg/kg;废防锈油中Zn浓度为9.63~10.17 mg/kg,平均值为9.90 mg/kg;废液压油中Zn浓度为190.57~216.46 mg/kg,平均值为203.51 mg/kg;废冷冻机油中Zn浓度为7.13~11.65 mg/kg,平均值为9.86 mg/kg;在废白油中Zn浓度为9.18~14.14 mg/kg,平均值为11.30 mg/kg。废矿物油中Zn主要来源于二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)[14-19]和二烷基二硫代氨基甲酸锌(ZnDTC)[20-21]2种添加剂的掺入。不同废矿物油中Zn浓度从高到低依次为废液压油>废车用润滑油>废淬火油>废白油≈废冷冻机油≈废防锈油,呈现这种差异的主要原因是不同工作环境对于矿物油油品在抗磨、极压、抗氧和抗腐蚀等方面的要求不同,因此油品中添加剂的类型及添加比例存在明显差别。此外,废矿物油中Zn也存在设备磨料混入和镀锌管道传输混入的可能性。

图3 典型废矿物油样品中的重金属Ni浓度Fig.3Heavy mental Ni concentration in typical used mineral oil samples

图4 典型废矿物油样品中的重金属Zn浓度Fig.4Heavy mental Zn concentration in typical used mineral oil samples

典型废矿物油样品中的Cu浓度如图5所示。由图5可知,废车用润滑油中Cu浓度为2.63~ 22.21 mg/kg,平均值为13.18 mg/kg;废淬火油中Cu浓度为2.94~4.44 mg/kg,平均值为3.91 mg/kg;废防锈油中Cu浓度为0.95~1.12 mg/kg,平均值为1.04 mg/kg;废液压油中Cu浓度为2.10~2.17 mg/kg,平均值为2.14 mg/kg;废冷冻机油中Cu浓度为0.67~0.86 mg/kg,平均值为0.78 mg/kg;在废白油中Cu浓度为0.82~1.86 mg/kg,平均值为1.30 mg/kg。不同废矿物油样品中Cu浓度表现为废车用润滑油≫废淬火油>废液压油>废白油>废防锈油>废冷冻机油。此外,废矿物油中重金属Cu的来源与Cr基本相同,均来自于使用过程中磨料混入。

图5 典型废矿物油样品中的重金属Cu浓度Fig.5Heavy mental Cu concentration in typical used mineral oil samples

典型废矿物油样品中的Pb浓度如图6所示。由图6可知,废车用润滑油中Pb浓度为0.19~0.27 mg/kg,平均值为0.24 mg/kg;废淬火油中Pb浓度为0.01~0.12 mg/kg,平均值为0.04 mg/kg;废防锈油中Pb浓度为0.005~0.041 mg/kg,平均值为0.014 mg/kg;废液压油中Pb浓度为0.003~0.049 mg/kg,平均值为0.029 mg/kg;废冷冻机油中Pb浓度为0.05~0.15 mg/kg,平均值为0.11 mg/kg;废白油中Pb浓度为0.02~0.32 mg/kg,平均值为0.13 mg/kg。总体上,不同废矿物油中重金属Pb浓度相对较低,其中废车用润滑油中Pb浓度高于其他废矿物油。目前,由于无铅汽油的推广使用,大大降低了废车用润滑油中的重金属Pb浓度,但是也存在车用燃料油中微量的Pb在气缸燃烧过程中混入废车用润滑油中的可能。

典型废矿物油样品中的Mo浓度如图7所示。由图7可知,6种典型废矿物油中Mo的浓度存在显著差异。其中,废车用润滑油中Mo浓度为2.92~51.57 mg/kg,平均值为33.32 mg/kg;废淬火油中Mo浓度为7.29~7.78 mg/kg,平均值为7.46 mg/kg;废防锈油中Mo浓度为0.37~0.55 mg/kg,平均值为0.46 mg/kg;废液压油中Mo浓度为6.09~7.09 mg/kg,平均值为6.59 mg/kg;废冷冻机油和废白油中Mo均未检出。废矿物油中Mo的主要来源为添加剂掺入,其中二烷基二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)作为一种多效添加剂,具有良好的抗氧、抗腐、极压等性能[22-23],被广泛应用于润滑油添加剂。此外,不同废矿物油中Mo浓度表现为废车用润滑油≫废淬火油≈废液压油>废防锈油>废白油≈废冷冻机油。

图6 典型废矿物油样品中的重金属Pb浓度Fig.6Heavy mental Pb concentration in typical used mineral oil samples

图7 典型废矿物油样品中的Mo浓度Fig.7Heavy mental Mo concentration in typical used mineral oil samples

典型废矿物油样品中的Ba浓度如图8所示。由图8可知,废车用润滑油中Ba浓度为2.92~ 4.16 mg/kg,平均值为3.81 mg/kg;废淬火油中Ba浓度为9.23~11.47 mg/kg,平均值为10.72 mg/kg;废防锈油中Ba浓度为4.77~7.46 mg/kg,平均值为6.42 mg/kg;废液压油中Ba浓度为4.10~4.95 mg/kg,平均值为4.53 mg/kg;废冷冻机油中Ba浓度为0.72~0.96 mg/kg,平均值为0.84 mg/kg;废白油中Ba未检出。废矿物油中Ba主要来自于添加剂掺入,其中以石油磺酸钡的使用范围最广,具有优良的防锈、抗潮湿、抗盐雾、抗盐水和水置换等性能[24-25]。此外,不同废矿物油中Ba浓度表现为废淬火油>废防锈油>废液压油>废车用润滑油>废冷冻机油>废白油(未检出)。

图8 典型废矿物油样品中的重金属Ba浓度Fig.8Concentration of Ba in typical used mineral oil samples

废矿物油中含有多种重金属,且不同重金属对于环境的危害存在显著差别,因此采用潜在生态危害指数法中的重金属毒性系数[26](表3)进行折算,以表征不同类别废矿物油直接进入环境中重金属的潜在危害特性。不同废矿物油直接进入环境中重金属的当量浓度(生态危害指数法)如图9所示。由图9可知,不同废矿物油折算后的重金属当量浓度表现为废车用润滑油(243.04 mg/kg)>废液压油(228.81 mg/kg)>废淬火油(135.89 mg/kg)>废冷冻机油(30.39 mg/kg)>废防锈油(29.06 mg/kg)>废白油(22.76 mg/kg)。因此,可以认为废车用润滑油和废液压油的重金属潜在危害最高,废淬火油次之,废防锈油、废冷冻机油和废白油则相对较小。废矿物油中的重金属浓度与添加剂掺入和工作过程杂质掺入直接相关,其中车用润滑油和液压油的工作环境相对苛刻,一方面需要添加剂的添加比例大,另一个方面部件磨损相对较重,因此废车用润滑油和废液压油中的重金属浓度相对较多,且环境危害程度更大,需要在后续加强相关环境管理措施以控制其危害。

表3 基于潜在生态危害指数法的重金属毒性系数[26]Table 3The toxicity coefficient of heavy metals in the evaluation of potential ecological risk index

图9 不同废矿物油直接进入环境中重金属的当量浓度(生态危害指数法)Fig.9Equivalent concentration of heavy metals in typical used mineral oil samples

2.3废矿物油在处置与再生利用过程中重金属的归趋分析

废矿物油中重金属的归趋如图10所示。由图10可见,废矿物油中重金属最终去向与其处置及再生利用方式密切相关。现场调查发现,目前我国废矿物油处置与利用包括再生利用和焚烧处置等主要方式,不排除部分地区还存在国家明令禁止的非法再生和随意丢弃等现象。

图1 0废矿物油处置与再生利用过程中重金属的归趋分析Fig.10Whereabouts of heavy metals in the used oil disposal and recycling process

废矿物油的再生利用可以分为简单再生和深度再生。简单再生主要通过如加热、离心、沉降、吸附、过滤等物理方法进行再生,并加入一定量添加剂进行可循环利用,再生过程中重金属一部分进入油渣、酸渣、废白土和废水中,另一部分则残留在再生油品中继续使用。因此,简单再生过程产生的二次污染物中含有大量重金属,必须进行妥善的处置,同时残留在再生油品中的重金属则会在一定程度上影响润滑油的品质,引起机械设备及零部件的过度磨损。深度再生则是将废矿物油通过吸附精制、硫酸精制、蒸馏、裂解、加氢等方法再生为基础油、燃料油或者柴油等,通过上述深度再生工艺生产的再生产品中基本上不会带入重金属,重金属则主要转移到残渣中,如吸附精制产生的废白土和废吸附砂、硫酸精制产生酸渣、蒸馏产生蒸馏残渣、裂解产生的裂解残渣等。总体而言,废矿物油中的重金属最终绝大部分进入了再生过程产生的废弃物或者残渣中,根据危险废物的衍生原则,废矿物油经过处理后产生的废渣仍然为危险废物,需要交由有资质的企业进行安全处置。由于该类含油废物含有大量重金属,同样具有一定的热值,因此需要严格防止该类再生残渣通过工业窑炉焚烧、民用锅炉焚烧以及随意丢弃等方式进行不规范或者非法处置,造成重金属污染物二次释放进入环境。

目前,废矿物油作为危险废物的正规渠道是进行危险废物焚烧处置[27-28],主要是在危险废物焚烧过程中作为辅助燃料添加以回收其热量。同时,由于目前废矿物油的环境管理相对薄弱,仍有大量的品质相对较差且热值较高的废矿物油被用于工业窑炉或民用锅炉的辅助燃料掺烧,更有极端情况是将废润滑油直接加入柴油中生产劣质柴油。在上述焚烧过程中,若没有严格的污染控制设施,废矿物油中的重金属会通过烟气颗粒物的形式重新进入环境中,对周边环境及暴露人群造成直接影响。因此,作为危险废物,要严格防止废矿物油直接作为民用锅炉或者工业窑炉燃料掺烧使用。现场调研还发现,部分汽车维修车间将废矿物油直接燃烧用于烤漆房的加热工序,由此对于作业人员的身体健康将造成直接的危害,需要对这类行为进行严格管理。

3 结论

(1)废矿物油的产生特性与其产生工艺及工作环境直接相关。不同产生工艺和工作环境,油品的损耗程度和产废情况存在明显差异,其中废防锈油的产废系数最小,为0.1~0.2;废车用润滑油、淬火油、冷冻机油和液压油次之,为0.6~0.9;而溶剂白油的产废系数最大,约为1.0。

(2)典型废矿物油样品中检出的主要重金属包括Cr、Ni、Zn、Cu、Pb、Mo和Ba等7种,其中Zn浓度相对较高,平均值为74.36 mg/kg;Cr、Cu、Mo和Ba浓度次之,其平均值分别为8.30、6.72、9.74和4.59 mg/kg;Ni和Pb浓度相对较少,其平均值分别为0.79和0.37 mg/kg。此外,Zn、Mo、Ba主要来自于添加剂掺入,Cr、Ni、Cu、Pb则主要来自使用过程中磨料混入或杂质进入。

(3)6种废矿物油直接进入环境中重金属当量浓度依次为废车用润滑油(243.04 mg/kg)>废液压油(228.81 mg/kg)>废淬火油(135.89 mg/kg)>废冷冻机油(30.39 mg/kg)>废防锈油(29.06 mg/kg)>废白油(22.76 mg/kg),其中废车用润滑油和废液压油的重金属潜在危害最高。

(4)废矿物油中重金属的最终去向和其处置与再生利用方式密切相关。废矿物油再生利用,其中重金属绝大部分进入废渣中(如油渣、蒸馏残渣、废白土等),少部分残留在再生产品中;焚烧处置,则其中重金属的主要去向为烟气和底灰。

[1]王琪,黄启飞,高兴保,等.废矿物油贮存豁免量限值研究[J].环境工程技术学报,2013,3(1):41-45.

[2]李西昌,晏双利.废矿物油的污染及防治对策[J].再生资源研究,1999(3):31-32.

[3]诸红玉,须晓东,金笑非,等.废润滑油再生处理的方法及选择[J].中国西部科技,2011,10(2):8.

[4]王琪,黄启飞,闫大海,等.我国危险废物管理的现状与建议[J].环境工程技术学报,2013,3(1):1-5.

[5]王兴卫.催化裂解废润滑油制备轻柴油技术研究[D].南昌:江西理工大学,2011.

[6]王华.抽提絮凝-白土精制工艺再生废润滑油的研究[D].广州:华南理工大学,2012.

[7]吴云,董玉,张贤明,等.短程蒸馏条件对废润滑油再生馏分色度的影响[J].化工进展,2014,33(5):1312-1316.

[8]张贤明,杨小平,欧阳平.废润滑油絮凝再生的研究进展[J].现代化工,2014(1):48-51.

[9]马章杰,郭大光,孙甜颖,等.润滑油再生工艺研究进展[J].当代化工,2013,42(11):1582-1585.

[10]林月明,郭大光,赵琳,等.车用废润滑油再生工艺的研究[J].当代化工,2013,42(10):1367-1369.

[11]汪廷贵,涂晶,吾满江,等.亚临界CO2萃取拔头废矿物油再生润滑油基础油[J].石油炼制与化工,2012,43(4):51-54.

[12]唐建伟,吴克宏,林茂光,等.膜分离技术在废矿物油再生中的研究进展[J].膜科学与技术,200,30(1):103-106.

[13]曹喜焕,李建军.润滑油检测及选用指南[M].北京:化学工业出版社,2013.

[14]FIELDS S.ZDDP:going,going...or not[J].Tribology& Lubrication Technology,2005,61(5):24-30.

[15]BARNES A M,BARTLE K D,THIBON V R.A review of zinc dialkyldithiophosphates(ZDDPS):characterisation and role in the lubricating oil[J].Tribology International,2001,34(6):389-395.

[16]罗海棠,谢龙,张立,等.二烷基二硫代氨基甲酸盐的合成与性能[J].合成润滑材料,2013,40(2):26-31.

[17]王汝霖.润滑剂摩擦化学[M].北京:中国石化出版社,1994:238-242.

[18]TULI D K,SARIN R,GUPTA A K,et al.Synthetic metallic dialkyldithiocarbamatesasantiwearandextreme-pressure additives for lubricating oils:role of metal on their effectiveness[J].Lubrication engineering,1995,51(4),298-303.

[19]BARNES A M,BARTLE K D,THIBON V R A.A review of zinc dialkyldithiophosphates(ZDDPS):characterisation and role in the lubricating oil[J].Tribology International,2001,34(6):389-395.

[20]HAKAN K.The impact of crankcase oil containing phosphorus on catalytic converters and engine exhaust emission[J].Industrial Lubrication and Tribology,2001,53(6):237-255.

[21]TRUHANA J J,QU J,BLAU P J.The effect of lubricating oil condition on the friction and wear of piston ring and cylinder liner materials in a reciprocating bench test[J].Wear,2005,259(7):1048-1055.

[22]蒋丽娟,王澎涛,李来平,等.二烷基二硫代氨基甲酸钼添加剂的研发进展[J].润滑油,2011,26(5):23-27.

[23]仇建伟,李建明,周旭光,等.油溶性二烷基二硫代氨基甲酸钼的性能研究[J].润滑与密封,2013,38(2):100-102.

[24]颜桂珍,钱铮,聂艳.碱性石油磺酸钡防锈剂的研制和性能初步评价[J].润滑油,2013(1):34-38.

[25]袁学军.防锈油现状及发展趋势[J].润滑油,2008,22(6):61-64.

[26]徐争启,倪师军,庹先国,等.潜在生态危害指数法评价中重金属毒性系数计算[J].环境科学与技术,2008,31(2):112-115.

[27]黄启飞,杨玉飞,岳波,等.典型危险废物污染控制关键环节识别研究[J].环境工程技术学报,2013,3(1):6-9.

[28]何小松,姜永海,李敏,等.危险废物填埋优先控制污染物类别的识别与鉴定[J].环境工程技术学报,2012,2(5):433-440.▷

Study on Generation Processes of Used Mineral Oil and Their Heavy Metal Concentration Characteristics

SU Yi1,YANG Yan-mei1,YUE Bo2,WANG Qun-hui3,HUANG Qi-fei2,LI Hai-ling2
1.School of River and Ocean Engineering,Chongqing Jiaotong University,Chongqing 400074,China 2.Research Institute of Solid Waste Management,Chinese Research Academy of Environmental Sciences,Beijing 100012,China 3.Civil and Environmental Engineering Institute,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China

The generation processes of six typical used mineral oils were analyzed,and their heavymetal content characteristics systematically studied.The results showed that there were obvious differences in the oil consumption and used oil production among different oil generation processes and working surroundings.Seven main heavy metals were detected in the typical used mineral oil samples,including Cr,Ni,Zn,Cu,Pb,Mo and Ba.The Zn contents were relatively high,followed by Cr,Cu,Mo and Ba contents,and Ni and Pb contents were relatively less.Among them,heavy metals Zn,Mo and Ba were mainly from oil additives,while Cr,Ni,Cu and Pb were mainly from the abrasive particles or impurities mixing in the oil using process.In condition of the six used oils directly dumped into the environment,the heavy metal equivalent concentrations were in the following order:used vehicle lubricating oil>used hydraulic oil>used quenching oil>used refrigeration oil>used antirust oil>used while oil,in which the potential hazards of heavy metals in the used hydraulic oil and used vehicle lubricatingoil were the highest.In addition,in the used oil recycling,most of the heavy metals were transferred into residue(such as oil residue,distillation residue,waste clay,etc.),while a few remained in recycled oil;in the used oil incineration process,the final destination of heavy metals were tail gas and bottom ash.Therefore,the used oil disposal and recycling process should be managed strictly,in order to prevent and control the secondary pollution of heavy metals.

used mineral oil;generation process;heavy metal concentration;pollution characteristics analysis

X751

1674-991X(2015)02-0106-08doi:10.3969/j.issn.1674-991X.2015.02.016

2014-11-27

国家环境保护公益性行业科研专项(201309023)

苏毅(1990—),男,硕士研究生,主要从事固体废物处理处置技术研究,suyi_0116@163.com

*责任作者:岳波(1980—),男,博士,主要从事固体废物污染控制与资源化技术研究,yuebo@craes.org.cn

猜你喜欢
冷冻机白油矿物油
行业竞争激烈,高档白油市场备受关注
奶粉含矿物油不必过于担心
奶粉含矿物油不必过于担心
儿童奶粉存在矿物油不能食用?
优质5号工业白油的生产工艺技术
2019年国内白油下游消费结构
苏州静思园冷冻机房大数据智能化技术项目改造
秦山三厂冷冻机常见故障及原因
汽车空调冷冻机油的选用与加注方法研究
德国DREWSEN SPEZIALPAPIERE开发出新型天然矿物油防护包装纸