本發(fā)明涉及電石爐氣粉塵的再利用方法，尤其涉及利用電石爐氣粉塵制備水體苯酚去除劑的方法，本發(fā)明進一步涉及由該方法制備得到水體苯酚去除劑及其在去除水體苯酚中的應用，屬于電石爐氣粉塵的再利用領域。
背景技術：
“十二五”期間，中國電石行業(yè)在聚氯乙烯、1,4-丁二醇等下游行業(yè)的快速發(fā)展帶動下，各地自我配套的電石項目上馬比較多，電石產(chǎn)能再次進入飛速增長期。截至2015年末，中國國內(nèi)電石企業(yè)255余家，產(chǎn)能達到4500萬t/年。其中，技術裝備水平高、節(jié)能環(huán)保效果顯著的密閉式電石爐產(chǎn)能達到3552萬t/年。采用密閉電石爐生產(chǎn)1t電石副產(chǎn)爐氣約400Nm3，爐氣中含有質(zhì)量濃度為130～200g/Nm3的粉塵，因此，電石爐氣粉塵的排放量巨大。由于粉塵密度較輕、黏度較大、粒度較細，具有較大的比表面積；粉塵中含有較多的焦炭粉塵，磨蝕性較強；粉塵中比電阻較大，治理難度比較大，目前尚未得到有效利用。電石爐氣粉塵屬于工業(yè)廢棄物，直接排放對環(huán)境危害較大，必須對其加以回收并進行高值化利用。
大量被舍棄的電石爐氣粉塵占用一定土地，并容易對周圍環(huán)境造成一定污染。隨著電石產(chǎn)能規(guī)模加大，這種污染將變得越來越嚴重。如何提高電石爐氣粉塵的綜合利用率及其附加值成為當前亟待解決的關鍵科技問題，隨著電石工業(yè)的蓬勃發(fā)展，電石爐氣粉塵的處理成為各電石生產(chǎn)企業(yè)所面臨的巨大難題，環(huán)保要求水平的不斷提高和資源綜合利用技術的發(fā)展，使得人們在研究電石產(chǎn)品合理利用的同時，迫切需要進行電石爐氣粉塵處理技術的研究，對電石爐氣粉塵進行高值化的開發(fā)利用，以實現(xiàn)資源的綜合利用。
苯酚廢水主要來源于焦化、煤氣、石油化工、油漆等行業(yè)的生產(chǎn)過程,其來源廣、數(shù)量多,對人體、水生物及農(nóng)業(yè)都有很大的危害。且近年來隨著石油化工、塑料等行業(yè)的迅速發(fā)展,苯酚廢水的污染問題逐漸突出,因此尋找苯酚廢水的經(jīng)濟有效的處理方法是水處理領域的一個重要課題。
目前對電石爐氣粉塵的利用研究較少，尤其利用電石爐氣粉塵處理苯酚廢水技術尚未見報道，因此利用電石爐氣粉塵制備需求量較大的廢水苯酚去除劑具有廣闊的應用前景。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的之一是提供一種利用電石爐氣粉塵制備水體苯酚去除劑的方法；
本發(fā)明的目的之二是將所制備的水體苯酚去除劑應用于去除水體苯酚。
本發(fā)明的上述目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：
一種利用電石爐氣粉塵制備去除水體苯酚的方法，包括以下步驟：
(1)將電石爐氣粉塵用水配成漿液后加入鈉鹽類晶體物質(zhì)混合，調(diào)節(jié)混合物的pH值后進行鈉化反應，得到粘稠狀鈉基漿液；(2)鈉基漿液用水進行稀釋，得到懸浮液，隨后將所述懸浮液加熱攪拌，使懸浮液中的顆粒分散，再加入十二烷基三甲基氯化銨進行絮凝反應；(3)將所得反應產(chǎn)物依次進行水洗、過濾、烘干活化、粉碎篩分，即得粉狀的水體苯酚去除劑。
為了達到更好佳的技術效果，步驟(1)中電石爐氣粉塵、水和鈉鹽類晶體物質(zhì)的質(zhì)量配比優(yōu)選為(100-300)：(300-600)：(20-60)；
步驟(1)中將電石爐氣粉塵用水配成漿液后邊攪拌邊加入鈉鹽類晶體物質(zhì)混合，調(diào)節(jié)混合物的pH值為8-10后進行鈉化反應；優(yōu)選的，所述的鈉化反應是在70-100℃的溫度下鈉化反應2-5小時，更優(yōu)選的，所述的鈉化反應是在80-90℃的溫度下鈉化反應2-5小時。
按質(zhì)量百分比計，步驟(2)中所述懸浮液的濃度優(yōu)選為10％-20％；所述的加熱攪拌優(yōu)選是在70-100℃的溫度下攪拌0.5-1小時，更優(yōu)選的，所述的加熱攪拌優(yōu)選是在80-90℃的溫度下攪拌0.5-1小時；優(yōu)選的，按照以下質(zhì)量配比向懸浮液中加入十二烷基三甲基氯化銨：十二烷基三甲基氯化銨：懸浮液＝(1-10)：(420-960)；步驟(2)中所述的反應是在50-70℃條件下反應1-3小時。
步驟(3)中所述的烘干活化是在105-110℃下烘干活化1-3小時；所述的篩分優(yōu)選用150-250目篩進行篩分。
本發(fā)明所述電石爐氣粉塵來源于密閉電石爐的爐氣除塵系統(tǒng)，屬于工業(yè)廢棄物，對電石爐氣粉塵沒有特殊限制或要求，來源于密閉電石爐的爐氣除塵系統(tǒng)的電石爐氣粉塵均能適用于本發(fā)明。
所述的鈉鹽類晶體物質(zhì)選自碳酸鈉、碳酸氫鈉或由碳酸鈉和碳酸氫鈉按照任意比例所組成的混合物。
本發(fā)明所用到的電石爐氣粉塵的化學成分以及質(zhì)量百分含量優(yōu)選為：所述電石爐氣粉塵的化學成分及其含量為：CaO占比35-40％，C占比30-38％，SiO2占比13-17％，F(xiàn)e2O3占比0.5-1.5％，Al2O3占比5-10％，其它成分占比3-5％；更為優(yōu)選的，所述電石爐氣粉塵的化學成分及其質(zhì)量百分含量為：CaO占比38.2％，C占比33.6％，SiO2占比15.3％，F(xiàn)e2O3占比0.86％，Al2O3占比7.3％，其它成分占比4.74％。
經(jīng)過檢測，采用本發(fā)明方法所制備的水體苯酚去除劑與母液的分離效果較好，對水體中的苯酚去除效率高，可作為水體苯酚去除劑應用。
由此，本發(fā)明進一步將所制備得到的水體苯酚去除劑應用于去除水體中的苯酚，包括：將所述的水體苯酚去除劑加入到含苯酚的水中，攪拌，靜置沉淀后過濾；更優(yōu)選的，按照g：mL計算，水體苯酚去除劑和含苯酚的水的比例為1:(10-100)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有以下特點：
本發(fā)明利用屬于廢物的電石爐氣粉塵制備水體苯酚去除劑，制備工藝簡單，易于控制；原料來源廣泛有利于降低制備成本；能充分合理的利用電石爐氣粉塵，既變廢為寶，又可保護環(huán)境，符合國家能源資源利用政策，具有重要的的經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益。本發(fā)明方法所制備的水體苯酚去除劑與母液的分離效果較好，對水體中的苯酚去除效率高，平均達到90％以上，最高可達99％。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例來進一步描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點和特點將會隨著描述而更為清楚。但是應理解所述實施例僅是范例性的，不對本發(fā)明的范圍構(gòu)成任何限制。本領域技術人員應該理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍下可以對本發(fā)明技術方案的細節(jié)和形式進行修改或替換，但這些修改或替換均落入本發(fā)明的保護范圍。
實施例1
1、水體苯酚去除劑的制備
將150kg的電石爐氣粉塵置入漿化槽，加入450kg的水配成一定濃度的漿液，攪拌下加入50kg的碳酸鈉晶體，調(diào)節(jié)漿液的pH值為8，在70℃的溫度下進行鈉化3小時，得到鈉基漿液。然后再加入一定量的水配成15％濃度的懸浮液，在70℃的溫度下攪拌1小時，使其在水中充分分散，然后繼續(xù)加熱攪拌并緩慢加入9kg的十二烷基三甲基氯化銨，在60℃下反應2小時，再進行水洗、過濾，然后在105℃下進行烘干活化2小時，粉碎并用150目篩進行篩分，即得水體苯酚去除劑。
2、本實施例制備的水體苯酚去除劑去除水體中苯酚的試驗
(1)試驗方法
稱取10g所制備的水體苯酚去除劑加入500mL的含苯酚的水中進行攪拌25min，然后靜置沉淀1h后過濾，用紫外分光光度計測定水體中的苯酚。
苯酚的去除率(％)＝(1-A/A0)×100％。式中：A0、A為吸附前、后水樣的吸光度。
(2)試驗結(jié)果
經(jīng)測定，使用本實施例制備的水體苯酚去除劑，對水體中苯酚的去除率達到90％。
實施例2
1、水體苯酚去除劑的制備
將100kg的電石爐氣粉塵置入漿化槽，加入300kg的水配成一定濃度的漿液，攪拌下加入20kg的碳酸鈉晶體，調(diào)節(jié)漿液的pH值為9，在75℃的溫度下進行鈉化3小時，得到鈉基漿液；然后再加入一定量的水配成10％濃度的懸浮液，在75℃的溫度下攪拌1小時，使其在水中充分分散，然后繼續(xù)加熱攪拌并緩慢加入1kg的十二烷基三甲基氯化銨，在60℃下反應2小時，再進行水洗、過濾，然后在105℃下進行烘干活化2小時，粉碎并用150目篩進行篩分，即得水體苯酚去除劑。
2、本實施例制備的水體苯酚去除劑去除水體中苯酚的試驗
(1)試驗方法
稱取10g所制備的水體苯酚去除劑加入500mL的含苯酚的水中進行攪拌25min，然后靜置沉淀1h后過濾，用紫外分光光度計測定水體中的苯酚。
苯酚的去除率(％)＝(1-A/A0)×100％。式中：A0、A為吸附前、后水樣的吸光度。
(2)試驗結(jié)果
經(jīng)測定，使用本實施例制備的水體苯酚去除劑對水體中苯酚的去除率平均達到93％。
實施例3
1、水體苯酚去除劑的制備
將300kg的電石爐氣粉塵置入漿化槽，加入600kg的水配成一定濃度的漿液，攪拌下加入60kg的碳酸氫鈉晶體，調(diào)節(jié)漿液的pH值為10，在80℃的溫度下進行鈉化3小時，得到鈉基漿液；然后再加入一定量的水配成20％濃度的懸浮液，在80℃的溫度下攪拌1小時，使其在水中充分分散，然后繼續(xù)加熱攪拌并緩慢加入10kg的十二烷基三甲基氯化銨，在60℃下反應2小時，再進行水洗、過濾，然后在110℃下進行烘干活化2小時，粉碎并用250目篩進行篩分，即得水體苯酚去除劑。
2、本實施例制備的水體苯酚去除劑去除水體中苯酚的試驗
(1)試驗方法
稱取10g所制備的水體苯酚去除劑加入500mL的含苯酚的水中進行攪拌25min，然后靜置沉淀1h后過濾，用紫外分光光度計測定水體中的苯酚。
苯酚的去除率(％)＝(1-A/A0)×100％。式中：A0、A為吸附前、后水樣的吸光度。
(2)試驗結(jié)果
經(jīng)測定，使用本實施例制備的水體苯酚去除劑，對水體中苯酚的去除率平均達到96％。
實施例4
1、水體苯酚去除劑的制備
將200kg的電石爐氣粉塵置入漿化槽，加入350kg的水配成一定濃度的漿液，攪拌下加入40kg由碳酸鈉晶體和碳酸氫鈉晶體按照1:1的質(zhì)量比組成的混合物，調(diào)節(jié)漿液的pH值為8，在85℃的溫度下進行鈉化3小時，得到鈉基漿液；然后再加入一定量的水配成15％濃度的懸浮液，在85℃的溫度下攪拌1小時，使其在水中充分分散，然后繼續(xù)加熱攪拌并緩慢加入6kg的十二烷基三甲基氯化銨，在60℃下反應2小時，再進行水洗、過濾，然后在110℃下進行烘干活化2小時，粉碎并用250目篩進行篩分，即得水體苯酚去除劑。
2、本實施例制備的水體苯酚去除劑去除水體中苯酚的試驗
(1)試驗方法
稱取10g所制備的水體苯酚去除劑加入500mL的含苯酚的水中進行攪拌25min，然后靜置沉淀1h后過濾，用紫外分光光度計測定水體中的苯酚。
苯酚的去除率(％)＝(1-A/A0)×100％。式中：A0、A為吸附前、后水樣的吸光度。
(2)試驗結(jié)果
經(jīng)測定，使用本實施例制備的水體苯酚去除劑，對水體中苯酚的去除率平均達到99％。
實施例5
1、水體苯酚去除劑的制備
將200kg的電石爐氣粉塵置入漿化槽，加入350kg的水配成一定濃度的漿液，攪拌下加入40kg由碳酸鈉晶體和碳酸氫鈉晶體按照1:1的質(zhì)量比組成的混合物，調(diào)節(jié)漿液的pH值為9，在90℃的溫度下進行鈉化3小時，得到鈉基漿液；然后再加入一定量的水配成15％濃度的懸浮液，在90℃的溫度下攪拌1小時，使其在水中充分分散，然后繼續(xù)加熱攪拌并緩慢加入6kg的十二烷基三甲基氯化銨，在60℃下反應2小時，再進行水洗、過濾，然后在110℃下進行烘干活化2小時，粉碎并用250目篩進行篩分，即得水體苯酚去除劑。
2、本實施例制備的水體苯酚去除劑去除水體中苯酚的試驗
(1)試驗方法
稱取10g所制備的水體苯酚去除劑加入500mL的含苯酚的水中進行攪拌25min，然后靜置沉淀1h后過濾，用紫外分光光度計測定水體中的苯酚。
苯酚的去除率(％)＝(1-A/A0)×100％。式中：A0、A為吸附前、后水樣的吸光度。
(2)試驗結(jié)果
經(jīng)測定，使用本實施例制備的水體苯酚去除劑，對水體中苯酚的去除率平均達到97％。
實施例6
1、水體苯酚去除劑的制備
將200kg的電石爐氣粉塵置入漿化槽，加入350kg的水配成一定濃度的漿液，攪拌下加入40kg由碳酸鈉晶體和碳酸氫鈉晶體按照1:1的質(zhì)量比組成的混合物，調(diào)節(jié)漿液的pH值為10，在95℃的溫度下進行鈉化3小時，得到鈉基漿液；然后再加入一定量的水配成15％濃度的懸浮液，在95℃的溫度下攪拌1小時，使其在水中充分分散，然后繼續(xù)加熱攪拌并緩慢加入6kg的十二烷基三甲基氯化銨，在60℃下反應2小時，再進行水洗、過濾，然后在110℃下進行烘干活化2小時，粉碎并用250目篩進行篩分，即得水體苯酚去除劑。
2、本實施例制備的水體苯酚去除劑去除水體中苯酚的試驗
(1)試驗方法
稱取10g所制備的水體苯酚去除劑加入500mL的含苯酚的水中進行攪拌25min，然后靜置沉淀1h后過濾，用紫外分光光度計測定水體中的苯酚。
苯酚的去除率(％)＝(1-A/A0)×100％。式中：A0、A為吸附前、后水樣的吸光度。
(2)試驗結(jié)果
經(jīng)測定，使用本實施例制備的水體苯酚去除劑，對水體中苯酚的去除率平均達到93％。
實施例7
1、水體苯酚去除劑的制備
將150kg的電石爐氣粉塵置入漿化槽，加入450kg的水配成一定濃度的漿液，攪拌下加入50kg的碳酸鈉晶體，調(diào)節(jié)漿液的pH值為8，在100℃的溫度下進行鈉化3小時，得到鈉基漿液。然后再加入一定量的水配成15％濃度的懸浮液，在100℃的溫度下攪拌1小時，使其在水中充分分散，然后繼續(xù)加熱攪拌并緩慢加入9kg的十二烷基三甲基氯化銨，在60℃下反應2小時，再進行水洗、過濾，然后在105℃下進行烘干活化2小時，粉碎并用150目篩進行篩分，即得水體苯酚去除劑。
2、本實施例制備的水體苯酚去除劑去除水體中苯酚的試驗
(1)試驗方法
稱取10g所制備的水體苯酚去除劑加入500mL的含苯酚的水中進行攪拌25min，然后靜置沉淀1h后過濾，用紫外分光光度計測定水體中的苯酚。
苯酚的去除率(％)＝(1-A/A0)×100％。式中：A0、A為吸附前、后水樣的吸光度。
(2)試驗結(jié)果
經(jīng)測定，使用本實施例制備的水體苯酚去除劑，對水體中苯酚的去除率平均達到91％。
實施例8
1、水體苯酚去除劑的制備
將150kg的電石爐氣粉塵置入漿化槽，加入450kg的水配成一定濃度的漿液，攪拌下加入50kg的碳酸鈉晶體，調(diào)節(jié)漿液的pH值為9，在75℃的溫度下進行鈉化2小時，得到鈉基漿液。然后再加入一定量的水配成15％濃度的懸浮液，在75℃的溫度下攪拌0.5小時，使其在水中充分分散，然后繼續(xù)加熱攪拌并緩慢加入9kg的十二烷基三甲基氯化銨，在50℃下反應3小時，再進行水洗、過濾，然后在105℃下進行烘干活化2小時，粉碎并用150目篩進行篩分，即得水體苯酚去除劑。
2、本實施例制備的水體苯酚去除劑去除水體中苯酚的試驗
(1)試驗方法
稱取10g所制備的水體苯酚去除劑加入500mL的含苯酚的水中進行攪拌25min，然后靜置沉淀1h后過濾，用紫外分光光度計測定水體中的苯酚。
苯酚的去除率(％)＝(1-A/A0)×100％。式中：A0、A為吸附前、后水樣的吸光度。
(2)試驗結(jié)果
經(jīng)測定，使用本實施例制備的水體苯酚去除劑，對水體中苯酚的去除率平均達到92％。
實施例9
1、水體苯酚去除劑的制備
將150kg的電石爐氣粉塵置入漿化槽，加入450kg的水配成一定濃度的漿液，攪拌下加入50kg的碳酸鈉晶體，調(diào)節(jié)漿液的pH值為10，在95℃的溫度下進行鈉化5小時，得到鈉基漿液。然后再加入一定量的水配成15％濃度的懸浮液，在95℃的溫度下攪拌0.5小時，使其在水中充分分散，然后繼續(xù)加熱攪拌并緩慢加入9kg的十二烷基三甲基氯化銨，在70℃下反應1小時，再進行水洗、過濾，然后在105℃下進行烘干活化2小時，粉碎并用150目篩進行篩分，即得水體苯酚去除劑。
2、本實施例制備的水體苯酚去除劑去除水體中苯酚的試驗
(1)試驗方法
稱取10g所制備的水體苯酚去除劑加入500mL的含苯酚的水中進行攪拌25min，然后靜置沉淀1h后過濾，用紫外分光光度計測定水體中的苯酚。
苯酚的去除率(％)＝(1-A/A0)×100％。式中：A0、A為吸附前、后水樣的吸光度。
(2)試驗結(jié)果
經(jīng)測定，使用本實施例制備的水體苯酚去除劑，對水體中苯酚的去除率平均達到94％。
表1實施例1-9的主要制備參數(shù)以及所制備的產(chǎn)品性能