电石渣生产活性氧化钙电石原料技术在电石法PVC行业中应用的可行性分析

樊庆霈，韩　　巍，帕尔哈提·买买提依明

（新疆中泰（集团）有限责任公司，新疆 乌鲁木齐 830019）

电石渣生产活性氧化钙电石原料技术在电石法PVC行业中应用的可行性分析

樊庆霈，韩巍，帕尔哈提·买买提依明

（新疆中泰（集团）有限责任公司，新疆 乌鲁木齐 830019）

介绍了电石法PVC电石渣的产生及利用现状，阐述了新疆中泰（集团）有限责任公司从发展角度出发，选择电石渣循环再生利用生产活性氧化钙电石原料技术，创造了更多的经济效益、环境效益及社会效益。

电石渣；氧化钙；循环再生利用

按照新疆中泰（集团）有限责任公司目前的整体规划，以有利于资源转换和循环经济发展为目标，建设包括聚氯乙烯专用树脂、离子膜烧碱、热电联产发电机组、电石渣制水泥及其他化工产品在内的循环经济生态工业园。目前，该公司已实现150万t/a聚氯乙烯树脂、110万t离子膜烧碱、180万t电石、120万kW装机的集热电、氯碱、建材上下游一体，资源-生产-产品-废弃物-再资源化的循环经济产业链，电石渣是公司固废处理的重点，也是今后环保关注的焦点。

1　　现状分析

该公司的电石渣主要是电石法聚氯乙烯树脂生产过程中水解获取乙炔气后以氢氧化钙为主要成分的废渣，按照公司现有PVC生产规模，每年将产生270万t电石渣。［作者简介］樊庆霈（1983— ），男，2005年毕业于新疆农业大学环境工程专业，目前为新疆中泰集团有限责任公司，安全环保部副主任工程师，从事环保管理工作。

2　　技术利用途径

电石废渣的利用有电石渣制水泥、电石渣制砖、生产化工产品、生产建筑材料及用于环境治理等。虽然电石废渣的利用方法很多，但各有优缺点，每种方法的处理效果都有利有弊，受电石法PVC的生产能力、电石渣的排出量、环保标准、周围环境因素及经济效益的制约。电石渣的利用处置的发展方向为“减量化、资源化、无害化”，对于产生量大、氢氧化钙含量较高的电石渣，应该利用电石渣中有效的钙资源，生产出附加值高、环境污染小、风险控制低的下游产品。

2.1电石渣制水泥

生产普通水泥是电石渣综合利用的重要途径，与石灰石相比，电石渣的分解热低，钙含量高，由于电石渣含水量高，流动性差，热耗比相对较高；水泥项目技术较复杂、能耗高、占地面积大、投资较大、市场饱和、竞争力又弱，所以电石废渣制水泥增加了制约自身的因素，限制了企业的发展。

2.2生产生石灰作为电石原料

脱水后得到含固量60%的电石废渣，用螺旋运输机输送，在造粒机长度四分之三处均匀分配至造粒机内，造粒制成5～20 mm大小不等的圆球，再经气流干燥炉（350℃）干燥，回转炉（900～1 000℃）煅烧。干燥炉内物料是利用回转炉的热废气干燥的，煅烧成的回收石灰流入缷料斗，装车运送到电石厂作电石原料。

2.3电石渣制轻质砖

电石渣制轻质砖以电石渣（含水39.6%）为主要原料，掺入少量的水泥，与经过破碎的煤渣（粒径＜20 mm）、碎石料按电石废渣∶水泥∶碎石∶煤渣= 3.2∶1.1∶3.2∶2.5的比例搅拌均匀，经砌块成型机加压成型，自然养护28天左右，可出厂销售。据相关研究称这种轻质砖的强度可以达到普通红砖强度，符合小型空心砌块国家标准。优点是投资省、成本低、产品自重轻，可以在常温、常压下进行生产养护，节约能源，其经济成本是普通粘土砖的60%，是混凝土砌块的50%。缺点是在轻质煤渣砖的生产过程中，电石废渣作为钙质原料加入，其加入量有限，一般不超过15%～35%。对于排渣量大的企业，是难以消化完全的，而且下游市场的销路需要明确，否则也会成为制约该产品发展的瓶颈。

2.4电石废渣用作化工原料

电石渣替代熟石灰制环氧丙烷。环氧丙烷是一种重要的化工原料，以丙烯、氧气和熟石灰为原料的氯醇化法生产环氧丙烷工艺过程中需要大量的熟石灰。

3　　电石渣循环再生利用的技术路线选择

基于国家的产业政策、矿产资源利用、循环经济、环保要求、节能降耗、综合经济效益、市场竞争力、技术水平和未来的发展等诸方面考虑，选择电石渣循环再生利用生产活性氧化钙技术将成为企业新的经济增长点，为企业和社会创造更多的经济效益、环境效益及社会效益。

3.1产业政策

2014年，国家发改委、环境保护部组织《全国节能减排及应对气候变化电视电话会议》部署了2014-2015年节能减排低碳发展工作。会议对优化产业结构，遏制“两高”行业，减少水泥产能1亿t，钢铁1 500万t，大力发展节能环保产业，加快发展新能源和可再生能源，推进煤炭清洁高效利用，发展循环经济，开展资源综合利用，推行清洁生产等方面做了重点要求。这就对电石渣制水泥熟料的下游产业发展进行了限制，为该公司在钙资源为载体实现电石废渣-石灰-电石-电石废渣闭路的电石渣循环经济产业链模式转型奠定了政策基础。

3.2环保要求

国家节能环保要求企业在生产过程中合理地开发资源和有效地利用资源，避免因对资源的不合理利用而导致资源浪费和环境的污染，由于电石废渣及渗滤液呈强碱性，按照国家环保标准《危险废物鉴别标准》（GB5085—1996），电石渣应属Ⅱ类一般工业固体废物，其处理方式需要满足“减量化、资源化、再利用”的原则。

该公司目前所产生的电石渣正常情况下的处理方式为电石渣制水泥，此项目为行业清洁生产推荐技术循环经济示范项目，但实际运行过程中，易受到水泥企业的生产制约，由于水泥市场趋于饱和、水泥厂的开工率不足，开停车较为频繁，实际年电石渣消化量小于产生量，造成“掐脖子”现象，使得电石渣的处理效能局限于下游处理厂家的生产效能。

3.3矿产资源

石灰是国民经济建设不可缺少的重要原材料，不仅用于建筑与道路工程，还广泛用于冶金、化工、轻工、食品、环保及农业领域。随着优势资源转换战略的深入实施，新疆经济社会保持了持续快速健康发展的良好态势，新型工业化进程不断加快。使得新疆每年石灰的需求量将达700万t。其中，PVC行业约需石灰矿产资源405万t；钢铁行业中，石灰作为熔剂和造渣剂，所需石灰总量将达180万t；有色金属选矿业中，按照矿浆pH值的调整要求，预计每年需用石灰50万t；煤电行业按照环保除硫的要求，预计每年约需石灰50万t；建筑、建材行业每年约需石灰20万t。

4　　工艺描述

4.1工艺技术方案

新疆中泰（集团）公司拟采用电石渣循环再生利用生产活性氧化钙电石原料技术。即通过对电石渣的分离、净化处理后，去除电石渣中酸不溶物、硫、磷、镁、铝、硅铁等物质后，再经过电石渣的压制成型、活化煅烧处理后，得到电石渣制石灰产成品中有效氧化钙的含量达到95%～64%以上，而传统的气烧石灰窑技术可以得到有效氧化钙的量为80%以上，相对于这种常规工艺技术，电石渣循环再生利用生产活性氧化钙电石原料技术得到的有效氧化钙含量高出气烧石灰窑的19%，其产品质量显而易见。

4.2工艺流程

电石渣制石灰的湿法工艺是将电石渣配成固含量为10%～20%的悬浮液，通过旋液分离器、振动筛脱除料渣中的固体杂质。在精制槽中加入络合剂、还原剂进一步脱除料浆中的Mg2+、Al3+、Fe3+等离子，然后，经板框过滤脱去60%的水分，所得滤饼通过挤压成型，粒径控制为20～50 mm。经900～1 100℃煅烧制成块状活性氧化钙电石原料，工艺流程示意图见图1。

图1　　电石渣制石灰湿法工艺流程示意图

（1）电石渣的分离与净化

采用旋流分离与深度净化的方法，对电石渣原料进行分离与净化，其电石渣中CaO含量达到93.48%，SiO2含量为3.26%，Al2O3含量为1.32%。氧化钙含量随施流器管径与压力变化图见图2。

图2　CaO含量随施流器管径与压力的变化

（2）电石渣的成型与活化煅烧

粗制电石渣通过加压成型制成20～50 mm大小的颗粒，在煅烧炉内焙烧制成活性CaO，分别测量其活性与强度，经化学分析，有效氧化钙的含量达到95.64%，CaO颗粒的强度达到6.96 MPa，完全满足电石原料入炉的强度要求，活性氧化钙分析结果见表1。

表1　　活性氧化钙分析结果

5　　经济效益分析

该项目工程总投资为700万元。按照计划投建1套1万t/a电石渣循环再生利用生产活性氧化钙电石原料项目进行分析，可从消耗PVC电石渣2.34万t/a，每年可以产生1万t的电石原料，其有效氧化钙中钙含量达到90%以上，约200万元/a的经济效益。

（1）生产成本估算。1万t/a电石渣循环再生利用生产活性氧化钙电石原料项目的生产成本估算见表2，每年生产成本为230万元/a。

表2　　成本费用估算表

（2）产品销售分析。每年可以产生1万t的电石原料，按照氧化钙销售价格430.0元/t进行计算，每年产生经济利润为430万元/a。

（3）年收益分析。每年产生经济利润-每年生产成本=430-230=200万元/a。

6　　结论

电石渣循环再生利用生产氧化钙电石原料技术既符合国家产业政策的定位，又符合企业的自身发展需求，从综合经济效益来看，生产石灰的投资不到生产水泥的十分之一；从节能环保、循环经济、资源利用方面来看，石灰是电石生产的原料，不存在另寻市场的问题，以钙为载体最终实现电石废渣—石灰—电石—电石废渣这样的闭路循环；从市场竞争力及产业政策来看，减少制约自身的因素，电石法PVC可将规模进一步扩大，以提高竞争力，同时减少了矿山的开采，有效保护了国家石灰石矿源，是PVC行业中最具有发展前景，最具有推广价值的技术产业项目。

Feasibility analysis of active calcium oxide technology by carbide slag in PVC industry

FAN Qing-pei，HAN Wei，Maimaiti Yiming·Perhat
（Xinjiang Zhongtai（Group）Co.，Ltd.，Urumqi 830019，China）

This paper introduces calcium carbide method PVC carbide slag production and utilization situation，elaborated from the development perspective，choose the carbide slag recycling use of production activity of calcium oxide calcium carbide raw material technology will become a new economic growth point of the company，to create more economic benefits for the enterprise and social，environmental and social benefits.

carbide slag；calcium oxide；recycling use

X781.2

B

1009-1785（2015）12-0014-03

2015-10-14