我國活性白土的生產(chǎn)狀況

◆韓雪松◆

我國活性白土的生產(chǎn)狀況

◆韓雪松◆

活性白土是用粘土（主要是膨潤土）為原料，經(jīng)無機(jī)酸化處理，再經(jīng)水漂洗、干燥制成的吸附劑，外觀為乳白色粉末，無臭，無味，無毒，吸附性能很強(qiáng)，能吸附有色物質(zhì)、有機(jī)物質(zhì)。在空氣中易吸潮，放置過久會降低吸附性能。但是，加熱至300℃以上便開始失去結(jié)晶水，其結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，影響褪色效果。活性白土不溶于水、有機(jī)溶劑和各種油類中，幾乎完全溶于熱燒堿和鹽酸中，相對密度2.3～2.5，在水及油中膨潤極小。我國活性白土的生產(chǎn)廠約40家，年產(chǎn)量約為42萬t。最大的生產(chǎn)裝置能力為5萬t/a。活性白土的產(chǎn)地主要集中在東北、華北、華東等地區(qū)，產(chǎn)量占全國的70%以上。

1 原料

過去人們只知道用膨潤土作活性白土的原料，其實(shí)不然，具有粘土性質(zhì)的礦土都可用作活性白土的原料。最近湖南用海泡石制成了活性白土，浙江又發(fā)現(xiàn)b軸無序高嶺土也可以制作活性白土，山東研制成功了用凈水劑的殘?jiān)骰钚园淄恋脑?。這樣，活性白土的原料就更廣泛。但通常所說的活性白土是指用膨潤土作原料的活性白土。

膨潤土原礦粉碎到一定的粒度，才能與酸全面徹底地活性化，地面開采的膨潤土含水高、質(zhì)軟不用干燥，采用直接高速打漿或濕法球磨，動力消耗低。

深井采掘的膨潤土，硬如石、在水中不分散，濕法打漿或濕法球磨的成本，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于烘干和雷蒙磨制粉。原礦水分在＜20%的條件下，要重點(diǎn)研究改進(jìn)烘干和磨粉的設(shè)備?；钚园淄恋脑纤值陀?5%就能用。磨粉過程中只要去掉5%的吸附水?？梢詫釤煹罋馔ㄈ肜酌赡?，生產(chǎn)成本比濕法磨低得多。

2 活性白土的加工生產(chǎn)方法

膨潤土為原料的活性白土加工生產(chǎn)方法主要有全濕法、全干法、半濕法、汽相法、煅燒法等。傳統(tǒng)的全濕法是將膨潤土、硫酸、水混合后在攪拌的情況下加熱到100℃，活化一段時間后洗滌、烘干、破碎即得產(chǎn)品。該方法最大的缺點(diǎn)就是耗酸量大，因而導(dǎo)致洗滌用水量大，環(huán)境污染嚴(yán)重，成本高。傳統(tǒng)的全干法生產(chǎn)工藝是將少量硫酸和水與膨潤土混合后充分?jǐn)嚢?，放置一段時間，然后烘干、粉碎即得成品。這種方法雖然降低了用酸量，無廢水排出等環(huán)境污染，但其產(chǎn)品質(zhì)量較低，大大限制了其用途。半濕法生產(chǎn)工藝是將少量硫酸和水與膨潤土混合后充分?jǐn)嚢瑁谝欢囟认禄罨ǚ胖茫┮欢螘r間，然后加入酸和水再進(jìn)行第二步活化。半濕法生產(chǎn)工藝較好地解決了全濕法和全干法存在的問題，工藝簡單，成本低，產(chǎn)品質(zhì)量高。一般來說，半濕法生產(chǎn)工藝比傳統(tǒng)的工藝耗酸量降低1/2～2/3，用水量也降低1/2～2/3，廢水少，稍加處理即可，且無環(huán)境污染，成本低，在相同情況下，產(chǎn)品質(zhì)量比傳統(tǒng)方法脫色力提高30%。汽相法技術(shù)是在有壓高熱汽相下對水、酸、土半干態(tài)拌勻，在靜態(tài)下經(jīng)汽相、液相、固相之間進(jìn)行激烈的酸化反應(yīng)形成半干態(tài)顆粒狀酸化物，經(jīng)漂洗等工序制備活性白土的一種新工藝技術(shù)。該技術(shù)把現(xiàn)有的濕法制白土和干法以及煅燒法生產(chǎn)活性白土技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)集為一體，具有很廣的實(shí)用價值，為我國活性白土生產(chǎn)提供一種新工藝技術(shù)。該技術(shù)與傳統(tǒng)濕法制備活性白土工藝相比較具有如下優(yōu)點(diǎn)：用酸量和用水量分別降低50%左右，生產(chǎn)周期縮短1/2～1/3；污染輕，而易治理；占地面積少，設(shè)備利用率高，投資少，見效快，并與現(xiàn)有濕法工藝流程和設(shè)備緊密銜接。根據(jù)工藝不同，活性白土還可聯(lián)產(chǎn)硫酸鋁、硅鋁白硫酸鈉、石膏等。

中國膨潤土專業(yè)委員會專家組孔炳炎對活性白土生產(chǎn)工藝和設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)提出了優(yōu)化方案，這個方案滿足了能生產(chǎn)出質(zhì)量有競爭力的產(chǎn)品，投資省，機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)和維修費(fèi)用低，環(huán)保?？傊a(chǎn)成本較低。

將傳統(tǒng)設(shè)計(jì)和這個方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)的生產(chǎn)成本歸納于表1。

表1 活性白土生產(chǎn)成本表 元/噸

表1是采用一般鈣基膨潤土為原料生產(chǎn)活性白土的對比狀況，每道工序都搞優(yōu)化，經(jīng)測算每噸產(chǎn)品能降低車間成本191元，如果用高粘度鈉鎂基膨潤土來生產(chǎn)活性白土，還需有消除膠質(zhì)的處理過程。

節(jié)水型水洗建議也值得推廣，節(jié)水型水洗方法如下：

已活化的泥漿加水20倍澄清后排出廢酸液再用壓濾機(jī)壓出廢酸集中后，用石灰中和排放。將濾餅打漿每噸干料加水20 t，作第二次洗滌和壓濾。濾液作第一次水洗用。濾餅進(jìn)入下一道烘干工段。該工藝，每噸活性白土用水量從90 t下降到20 t，可節(jié)水70 t。原來沉降水洗5～6次，每次有部分活性白土泥漿流失。中和時和石灰渣一起成為濾餅當(dāng)作廢料倒掉。一般損失占活性白土總量的5%，節(jié)水型工藝沒有白漿流失，節(jié)水70 t計(jì)21元，減少產(chǎn)品流失5%計(jì)20元，合計(jì)增收42元，多壓一次每噸活性白土多耗電10度計(jì)5.5元。收支相抵，每噸活性白土降低成本35.5元，購買壓濾機(jī)和高壓泥漿泵的投入比原來多建水洗槽的原工藝要省錢。

目前活性白土的生產(chǎn)工藝還存在三大難題需要解決：（1）對膨潤土原土有一定的選擇性，并非所有不同類型的膨潤土都能生產(chǎn)出脫色率≥90%的高效活性白土，即另有一些類型的膨潤土只能生產(chǎn)出脫色率≥80%～85%的普通活性白土或半高效活性白土?；钚远戎笜?biāo)暫時還達(dá)不到H型（高活性度活性白土）對活性度的要求。因而它的使用范圍受到了一些限制。（2）酸性廢水的處理，目前石灰用量太大。（3）吸油率大?；钚园淄撩撋褂昧繛橛椭氐?%～5%。使用白土對油脂進(jìn)行脫色，不可避免地要夾帶油，夾帶量一般為活性白土量的20%～50%，從而增加了煉耗和成本。目前，少數(shù)企業(yè)采用浸出法從活性廢白土中將油分離出來，但分離后的油品由于白土的作用，色澤為烏黑，無法脫色出好的顏色。因此，國內(nèi)油脂脫色部門希望使用吸油率小的活性白土。

1.3 活性白土的應(yīng)用

在應(yīng)用范圍上，活性白土因比表面積大，其吸附能力強(qiáng)，脫色效率高，且活性度低，不與油脂及其他化學(xué)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。用于液體脫色過濾速度快，殘液率低，如食用油脫色、制糖脫色等。食用油脫色劑產(chǎn)品用于各類植物油、動物油和礦物油的脫色，如豆油、菜籽油、花生油、棉籽油、葵花籽油、棕櫚油等。制糖脫色劑產(chǎn)品以富鎂鋁硅酸鹽凈化的成品糖為主，其色澤、還原糖含量、pH值、亞硫酸根離子含量、氯離子含量、蛋白質(zhì)含量、熬糖溫度及鈣鎂離子含量等均達(dá)到現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，節(jié)約脫色處理費(fèi)用60%左右。環(huán)境吸臭劑產(chǎn)品具有良好的吸附異味功能，可以消除冰箱、寵物臥室、廁所及其他場所的異味。脫色后液體透明清亮，品質(zhì)穩(wěn)定，無異味。使用后的產(chǎn)品，經(jīng)過適當(dāng)處理可以進(jìn)行二次利用，不會造成環(huán)境污染。還可用于水分干燥劑，內(nèi)服藥物堿解毒劑，維生素A、B吸附劑，潤滑油重合接觸劑，汽油汽相精制劑等，以及中溫聚合催化劑、高溫聚合劑和制造顆粒白土的原料。另外，活性白土也可用于無碳復(fù)寫紙顯色劑中。

活性白土另一個重要的用途是制備顆粒白土。

顆粒白土是以活性白土為主要原料經(jīng)化學(xué)處理而成的，外觀為不定型小顆粒狀，它比活性白土有更高的比表面積，具有很高的吸附能力，廣泛用于石化行業(yè)芳烴提純，航空煤油精煉，礦物油、動植物油脂、制蠟及有機(jī)液體的脫色精制，也用于潤滑油、基礎(chǔ)油、柴油等油品的精制，脫除油品中殘余的烯烴、膠質(zhì)、瀝青、堿性氮化物等雜質(zhì)。

目前，無毒、不夾帶、吸油率小、可用于食用油脫色精制和在石油催化上不會造成反應(yīng)介質(zhì)變色的顆粒白土是需求熱點(diǎn)。

我國顆粒白土主要有臨安福龍吸附劑廠等幾個廠家在生產(chǎn)，主要是非抗水性顆粒白土，脫色力、活性較好,基本可以滿足芳烴等行業(yè)的國內(nèi)需要。

用于石化行業(yè)芳烴的顆粒白土所用的原料必須是傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的活性白土，干法生產(chǎn)的或用凹凸棒土復(fù)配的都不能滿足生產(chǎn)的要求。