一种利用工业固体废弃物制备环保型融雪剂的方法与流程

本发明公开了一种利用工业固体废弃物制备环保型融雪剂的方法，属于工业废弃物资源化利用。

背景技术：

1、道路结冰积雪是影响冬季交通运行的重要安全隐患，不仅使交通运输能力大幅下降，而且容易引发交通事故，快速融冰除雪无疑成为冬季交通运行通畅亟需解决的关键问题。道路融雪剂因其使用简单、除冰融雪效果好等众多优点，在高速公路除冰雪工作中得到了广泛采用。目前，以氯化钠为代表的氯盐型融冰除雪剂被广泛应用于各种道路融冰除雪中，而长时间使用含氯融雪剂也引发的环境问题也日益突显，氯离子对道路桥梁的腐蚀作用，对植物生长的影响，对水体的污染等问题使得含氯融雪剂不再适用。醋酸钙镁盐环保型融雪剂(cma)是醋酸钙和醋酸镁的混合物，与氯化钠相比较，具有熔点低、可生物降解、对公路基础设施中的混凝土与金属的腐蚀性小、基本上对土壤和水源不造成污染等优点。由于其原材料钙、镁前驱物的价格问题，使得cma难以快速推广。研究开发低成本的醋酸钙镁盐环保型融雪剂，成为替换氯盐类融雪剂的重要研究课题。

2、目前已有将工业废弃物制成融雪剂的方案，但存在粗多缺陷。一是采用氯盐和非氯盐的混合物制成混合型融雪剂，例如cn201310278843.3和cn201510840289.2，采用氯盐作为原料，使用会腐蚀钢结构并破坏环境；二是采用工业固体废弃物和氧化镁作为原料制成醋酸钙镁盐环保型融雪剂，例如《利用工业废渣生产环保型醋酸钙镁融雪剂及融雪能力测试》，但融雪效果不佳，仅为氯化钠的92％。

3、cma作为融雪剂，最佳组成为n(mg):n(ca)＝7:3，接近两种醋酸盐的最低共熔点(-37℃)的组成，且热容量高，在干燥过程中，100℃不易分解。与组成为n(mg):n(ca)＝1:1的cma相比较，在混凝土上不易结垢。但是在采用工业固体废弃物制备cma时，由于多种不明组分的影响，使得依照最佳配比难以达到较好的融雪效果，甚至低于道路融雪剂的最低要求。尽管cma相对氯化钠具有较多优势，但依然存在诸多缺陷。cma的冰点较高，融冰能力有限。冰点越低，产品越可以在更低的温度下使用，目前cma冰点在-10℃以上，当温度为0～-5℃时cma有较快的融冰速度，当温度为-5℃以下时融冰能力较差。cma对碳钢及钢筋混凝土具有一定的腐蚀作用。cma融冰剂容易被生物降解，降解产物对环境无危害，但其在降解前对碳钢及钢筋混凝土结构具有一定的腐蚀性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于资源化利用工业固体废弃物制备环保型融雪剂，克服醋酸钙镁盐环保型融雪剂融雪效果、冰点高、具有腐蚀作用等缺陷。

2、基于上述目的，本发明提供了一种利用工业固体废弃物制备环保型融雪剂的方法来满足本领域内的这种需要。

3、另一方面，本发明涉及一种利用工业固体废弃物制备环保型融雪剂的方法，其包括：将工业固体废弃物混合处理至颗粒不高于100μm，水分不高于20％，调整混合物中cao与mgo的质量比为(75～95):(5～25)，制得反应前体；

4、将所述反应前体和含醋酸的液体进行混合反应后，固液分离得到滤液和滤渣；

5、将所述滤液进行蒸发浓缩后制得所述环保型融雪剂；

6、所述反应前体中的cao和mgo摩尔之和与所述含醋酸的液体中的醋酸的摩尔比为1:(1.6～2.0)；

7、所述工业固体废弃物中包含ca和/或mg。

8、本发明通过实验验证，当选择电石渣、净化灰渣、镁渣和盐泥作为利用工业固体废弃物制备cma中工业固体废弃物的主要来源时，受其多种不明组分的影响，ca和mg依照理论的最佳配比难以达到较好的融雪效果，甚至低于道路融雪剂的最低要求；当调整混合物中cao与mgo质量比和醋酸用量时，能够具有更为突出的融雪效果，还意外地发现其具有冰点低的特点。

9、进一步地，在本发明提供的利用工业固体废弃物制备环保型融雪剂的方法中，调整混合物中cao与mgo的质量比为(79～89):(11～21)。在本发明提供的技术方案中，将所述反应前体和含醋酸的液体进行混合反应后，固液分离得到滤液和滤渣，所述滤渣可用于水泥制备，完成工业固体废弃物的完全回收。

10、进一步地，在本发明提供的利用工业固体废弃物制备环保型融雪剂的方法中，所述工业固体废弃物选自电石渣、净化灰渣、镁渣和盐泥中的至少一种。

11、进一步地，在本发明提供的利用工业固体废弃物制备环保型融雪剂的方法中，所述工业固体废弃物为电石渣、净化灰渣、镁渣和盐泥；以干基质量比计，电石渣、净化灰渣、镁渣和盐泥的配比为(0～90):(0～50):(0～100):(0～100)；

12、或所述工业固体废弃物为电石渣和净化灰渣；以干基质量比计，电石渣和净化灰渣的配比为(50～90):(10～50)。

13、或所述工业固体废弃物为电石渣和镁渣；以干基质量比计，电石渣和镁渣的配比为(0～30):(70～100)；

14、或所述工业固体废弃物为电石渣和盐泥；以干基质量比计，电石渣和盐泥的配比为(0～50):(50～100)；

15、或所述工业固体废弃物为净化灰渣和镁渣；以干基质量比计，净化灰渣和镁渣的配比为(0～30):(70～100)；

16、或所述工业固体废弃物为净化灰渣和盐泥；以干基质量比计，净化灰渣和盐泥的配比为(0～30):(70～100)；

17、或所述工业固体废弃物为镁渣和盐泥；以干基质量比计，镁渣和盐泥的配比为(0～100):(0～100)；

18、或所述工业固体废弃物为电石渣、净化灰渣和镁渣；以干基质量比计，电石渣、净化灰渣和镁渣的配比为(1～90):(1～49):(1～98)；

19、或所述工业固体废弃物为电石渣、净化灰渣和盐泥；以干基质量比计，电石渣、净化灰渣和盐泥的配比为(1～90):(1～49):(1～98)；

20、或所述工业固体废弃物为净化灰渣、镁渣和盐泥；以干基质量比计，净化灰渣、镁渣和盐泥的配比为(1～30):(1～98):(1～98)；

21、或所述工业固体废弃物为电石渣、净化灰渣、镁渣和盐泥；以干基质量比计，电石渣、净化灰渣、镁渣和盐泥的配比为(1～90):(1～48):(1～97):(1～97)。

22、进一步地，在本发明提供的利用工业固体废弃物制备环保型融雪剂的方法中，所述含醋酸液体为醋酸废液、醋酸中的至少一种；

23、以质量比计，所述反应前体和所述含醋酸液体的配比为1:(6～14)。本发明所记载的醋酸废液为含醋酸的工业废液，例如制备醋酸工艺产生的含醋酸的工业废液。本发明所记载的醋酸废液，具体包括轻烃液相氧化法、乙醛氧化法、乙烯氧化法、乙烷选择性氧化法以及甲醇羰基合成法中制备醋酸工艺所产生的醋酸废液。

24、进一步地，在本发明提供的利用工业固体废弃物制备环保型融雪剂的方法中，以质量比计，所述反应前体和所述含醋酸液体的配比为1:(9～11)。

25、进一步地，在本发明提供的利用工业固体废弃物制备环保型融雪剂的方法中，所述混合反应的温度为30～80℃；

26、所述混合反应的反应时间为50～120min；

27、所述混合反应采用夹套换热和热水加热；

28、所述混合反应时进行转速为150～400rpm的搅拌；

29、所述混合反应时使挥发的醋酸冷凝回流。

30、进一步地，在本发明提供的利用工业固体废弃物制备环保型融雪剂的方法中，所述固液分离采用板框压滤或真空抽滤。

31、进一步地，在本发明提供的利用工业固体废弃物制备环保型融雪剂的方法中，所述蒸发浓缩的温度为80～150℃；

32、将所述蒸发浓缩得到的固体进行粉碎，制得所述环保型融雪剂的颗粒不高于200μm。

33、另一方面，本发明涉及一种融雪剂，其采用上述的利用工业固体废弃物制备环保型融雪剂的方法制得。

34、与现有技术相比，本发明提供的技术方案至少具备下述的有益效果或优点：

35、本发明通过回收利用工业醋酸废液、醋酸和电石渣、净化灰渣以及盐泥制备环保型融雪剂。原料中的电石渣、净化灰渣以及盐泥、醋酸废液均为废物回收利用，固废循环利用，减少处置费用和对环境的污染，制备的融雪剂成本较低，不含氯且绿色环保，融雪效果好；废渣得到合理处理，不产生二次环境污染。本发明制得的融雪剂具有融雪效果好(≥氯化钠融雪能力的120％)、冰点低(≤30℃)、对金属碳钢无腐蚀和成本低的优势，既满足了工业固体废弃物资源化利用的需求，又在性能上可直接代替氯盐融雪剂。