化工固体废弃物的资源化利用研究

在现代生产过程中,化工固体废弃物引起了严重的环境污染问题,为了建设环保社会,同时减少资源浪费,对化工固体废弃物的回收与利用成了备受关注的课题,本文介绍了化工固体废弃物的研究现状与资源利用情况,以三聚氰胺生产过程中产生的废渣为例,介绍了废渣成分以及三聚氰酸的发展趋势,并通过研究制备工艺确定了废渣合成三聚氰酸的最佳条件,为固体废弃物的资源化利用提供了实践证明。

用三聚氰胺生产中排放的固体废物制备三聚氰酸

对三聚氰胺生产企业产生的固体废物利用进行了研究。研究发现 ,在自生压力下可以由三聚氰胺生产过程中排放出的固体废弃物酸解制备三聚氰酸 ;添加酸式硫酸盐在低硫酸浓度下水解几乎能达到高硫酸浓度下水解的效果 ;固体废弃物酸解时 ,反应温度升高、反应时间延长和NaHSO4用量增加都会提高三聚氰酸的收率 ;酸解过程中 ,反应温度对收率有显著影响 ,而反应时间、硫酸氢钠的用量对收率影响不显著 ;在 160℃、NaHSO4用量为 10 0g时反应 4h ,三聚氰酸的收率可达 67%

固相萃取-亲水相互作用色谱/串联质谱法同时测定食品中三聚氰胺和三聚氰酸

建立了固相萃取-亲水相互作用色谱/串联质谱同时测定食品中三聚氰胺和三聚氰酸残留量的方法。采用乙腈和水提取试样中残留的三聚氰胺和三聚氰酸,正己烷脱脂,提取液经亲水性键合硅胶和阳离子交换树脂复合填料柱(MCT柱)净化。采用亲水相互作用色谱柱进行分离,质谱采用正、负离子切换模式电离,多反应监测模式检测,同位素内标法定量。三聚氰胺和三聚氰酸在10～2 500μg/L范围内呈线性相关,相关系数(r)均大于0.99,定量限分别为25和50μg/kg。本方法在动物源性食品、植物源性食品、乳及乳制品等不同样品中的三聚氰胺和三聚氰酸高、中、低3个添加水平的回收率分别在70.0%～129.6%和70.0%～128.6%之间,相对标准偏差分别在1.4%～23.3%和2.8%～18.7%之间。该方法可满足食品中三聚氰胺和三聚氰酸同时定量测定的需要。

固体废物样品全溶解方法的比较研究

采用容器敞口酸消解、高压釜密闭酸消解及微波辅助酸消解３种溶样技术，对电镀污泥、尾矿渣、铬渣、砷钙渣、铅锌渣以及粉煤灰等固体废物试样的全溶解效果进行了对比试验，结果表明：敞口酸消解方法难以达到全溶解，繁琐耗时，易产生二次污染；高压釜密闭酸消解法溶解效果较好，但耗时和不安全；微波辅助酸消解法溶解效果最好，还具有快速方便，较少二次污染等特点。

玉米芯碳基固体酸含盐氛围水热法制备

以富碳农业废弃物——玉米芯为原料,通过含盐氛围水热法制备了玉米芯碳基固体酸。考察了制备条件对碳基固体酸催化活性的影响,通过表征分析,对含盐氛围水热法的制备机理及固体酸的构-效关系进行了探讨,研究了该固体酸催化高酸值餐饮废油酯化降酸的条件和效果。结果表明:Zn Cl2能够有效促进玉米芯的水热碳化,将碳化速率提高一倍,为后继磺化提供理想的载体;含盐氛围水热法制备的碳基固体酸,磺酸基团密度大,油酸酯化率是同等条件下传统水热法的4.5倍。在最佳的酯化条件下反应4 h,玉米芯碳基固体酸催化餐饮废油中游离脂肪酸的酯化率可达90.23%。

环境友好脲醛树脂胶的制备

采用三聚氰胺生产过程中产生的固体废弃物OAT(主要成份三聚氰酸、三聚氰酸一酰胺、三聚氰酸二酰胺等)代替三聚氰胺来改性脲醛树脂,制备环境友好脲醛树脂胶。研究了脲醛树脂胶的改性过程中,OAT的加入量和添加阶段等工艺因素对脲醛树脂胶的游离甲醛含量、耐水性能的影响。结果表明,控制适当的工艺,可以制备出低游离甲醛含量、耐水的OAT改性脲醛树脂胶。

SO_4^(2-)/La_2O_3-ZrO_2催化生活污油制备生物柴油的研究

用自制的SO_4^(2-)/La_2O_3-ZrO_2固体超强酸催化剂催化生活污油与乙醇进行酯化/酯交换反应,制备生物柴油。结果表明,在醇油比11∶1,催化剂用量2. 0%,80℃下反应5h,生物柴油的酯化率可达93. 2%。用气相色谱-质谱联用仪对所得产品进行表征分析,表明其主要成分为C16～C18脂肪酸乙酯,且纯度高。

用垃圾焚烧炉渣中的铁制取聚合硫酸铁

以垃圾焚烧炉渣中的废铁为原料,通过破碎、硫酸浸出制取聚合硫酸铁,研究了废铁的特征和硫酸浸出工艺。结果表明:通过磁选、清洗、酸溶浸出和氧化聚合,可获得较高纯度聚合硫酸铁;在硫酸浓度5.32mol/L、反应温度95℃、反应时间5h、搅拌速度400r/min优化条件下,铁浸出率达81.72%;通过控制浸出液混合比例,可在一定范围内制得聚合硫酸铁并控制所需盐基度。

用三聚氰胺生产中排放的固体废物制备三聚氰酸的模型

用三聚氰胺生产过程中排放出的固体废物在自生压力下酸解制备三聚氰酸进行资源化利用固体废物研究。结果表明,添加酸式硫酸盐在低硫酸浓度下水解几乎能达到高硫酸浓度下水解的效果。以反应温度、反应时间、NaHSO_4用量为输入矢量,三聚氰酸的质量收率为输出矢量,建立具有两层隐居的BP神经网络能较好地体现酸解反应的规律,训练集和预测集总的平均相对误差为1.2％,对水解反应具有较高的预测能力。反应温度提高,NaHSO_4用量增大可提高三聚氰酸的转化率,反应时间延长对提高三聚氰酸质量收率影响不大。