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用绿色化学理念实现“变废为宝”——记博18论坛白菜大全郭琳琳团队对化工固废电石渣高附加值利用的探索

发布日期:2021-12-02    编辑:     来源:     

电石渣是工业生产乙炔气、聚氯乙烯、聚乙烯醇等过程中电石水解后产生的废渣,主要成分是氢氧化钙,呈强碱性(pH>13)。根据《危险废物鉴别标准》(GB5085—1996),电石渣属第Ⅱ类一般工业固体废物。因不便长途运输和集中处理,国内生产厂家大部分将电石渣就地堆放或填埋,不仅占用了宝贵的土地资源,而且对空气、地表水和地下水造成严重污染,危害自然环境和人类健康。

在河北省沧州市区南部,曾经有几座占地77亩的电石渣山,不仅对周围百姓的居住环境和地下水造成污染,而且影响了城市形象,成为污染市区环境的顽疾。如何实现变废为宝,尽快找到电石渣适合的消化渠道,是沧州市曾经面对的一道难题。将电石渣用作建筑材料是其大规模利用的主要方式,2007年前后,沧州市抓住境内高速公路建设的机遇,将电石灰广泛应用于境内公路建设。约有80万立方米电石灰被“吃掉”,解决了积存了35年的几座“大山”。建筑材料领域对电石渣的消耗量大,但产品附加值低,并且该领域的应用需求及对电石渣的依赖性也在逐渐降低。时至今日,作为产量巨大的工业废渣,如何避免环境污染同时又能实现电石渣的资源化有效利用仍是环境与资源领域密切关注的问题。国家《烯烃工业十二五发展规划》和《石油和化学工业“十三五”科技发展指南》中都提出把电石生成过程中产生的废弃物综合利用实现清洁文明生产,明确了“绿色发展”战略。

博18论坛白菜大全化学与化工学院以郭琳琳为首的科研团队多年来致力于电石渣的高附加值资源化利用研究。在以电石渣为原料制备高附加值的碳酸钙方向取得了丰硕的研究成果,先后完成研究课题4项,发表EI检索论文及核心期刊论文4篇。团队从电石渣中钙离子的浸取工艺着手,并进一步对碳酸钙制备过程中的碳化工艺进行研究,优化工艺条件制备超细碳酸钙,先后完成河北省教育厅高等博18论坛白菜大全科学研究项目和沧州市科技局重点研发计划引导项目各一项,研究成果“氯化铵浸取电石渣制备碳酸钙研究”和“电石渣浸取液制备超细CaCO3的碳化工艺研究”均发表于核心期刊《应用化工》;在此研究基础上,团队进一步深入该领域的难点和高点,对电石渣制备碳酸钙的晶型进行控制,分别制得立方体方解石型、球霰石型和针状文石型多形貌、多晶型碳酸钙。多晶型纳米碳酸钙作为一种重要的无机盐产品,可以满足橡胶、塑料、造纸、涂料、日化等各不同工业的不同应用需求。该项研究完成河北省科技厅重点研发计划项目“溶液浸取法处理化工固体废弃物电石渣制备碳酸钙研究”,研究成果“NH4Cl和HCl溶液浸取电石渣制备多晶型CaCO3”发表于核心期刊《化学研究与应用》。基于多年的科研实践及对该领域的深入理解,团队在化工权威期刊(EI检索期刊)《化工进展》发表综述论文“电石渣制备高附加值碳酸钙的研究进展”,已被引12次。

在进行科学研究的同时,团队注重科技成果的转化,对多家电石渣企业提供技术咨询;秉持科技服务社会的理念,完成沧州市科协科技创新调研课题“废弃物电石渣资源化途径及策略研究”,从电石渣资源化理念出发,对电石渣综合利用情况进行调研,构建经济、环境和资源化三层次结构模型,指出电石渣资源化存在的问题并进行分析,提出相应的策略,使之向更经济、更合理的方式转变。

郭琳琳团队对电石渣高附加值资源化利用的研究符合循环经济和绿色发展的新理念,实现了化工固体废弃物电石渣的高附加值资源化利用,促进了清洁生产,贯彻了绿色发展理念,具有较好的社会效益和环境效益。

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