我國活性白土的生產狀況

◆韓雪松◆

我國活性白土的生產狀況

◆韓雪松◆

活性白土是用粘土（主要是膨潤土）為原料，經無機酸化處理，再經水漂洗、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，能吸附有色物質、有機物質。在空氣中易吸潮，放置過久會降低吸附性能。但是，加熱至300℃以上便開始失去結晶水，其結構發(fā)生變化，影響褪色效果。活性白土不溶于水、有機溶劑和各種油類中，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廠約40家，年產量約為42萬t。最大的生產裝置能力為5萬t/a。活性白土的產地主要集中在東北、華北、華東等地區(qū)，產量占全國的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，其實不然，具有粘土性質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渣作活性白土的原料。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，遠遠高于烘干和雷蒙磨制粉。原礦水分在＜20%的條件下，要重點研究改進烘干和磨粉的設備。活性白土的原料水分低于15%就能用。磨粉過程中只要去掉5%的吸附水。可以將熱煙道氣通入雷蒙磨，生產成本比濕法磨低得多。

2 活性白土的加工生產方法

膨潤土為原料的活性白土加工生產方法主要有全濕法、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、破碎即得產品。該方法最大的缺點就是耗酸量大，因而導致洗滌用水量大，環(huán)境污染嚴重，成本高。傳統(tǒng)的全干法生產工藝是將少量硫酸和水與膨潤土混合后充分攪拌，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，但其產品質量較低，大大限制了其用途。半濕法生產工藝是將少量硫酸和水與膨潤土混合后充分攪拌，在一定溫度下活化（放置）一段時間，然后加入酸和水再進行第二步活化。半濕法生產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，產品質量高。一般來說，半濕法生產工藝比傳統(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，產品質量比傳統(tǒng)方法脫色力提高30%。汽相法技術是在有壓高熱汽相下對水、酸、土半干態(tài)拌勻，在靜態(tài)下經汽相、液相、固相之間進行激烈的酸化反應形成半干態(tài)顆粒狀酸化物，經漂洗等工序制備活性白土的一種新工藝技術。該技術把現有的濕法制白土和干法以及煅燒法生產活性白土技術的優(yōu)點集為一體，具有很廣的實用價值，為我國活性白土生產提供一種新工藝技術。該技術與傳統(tǒng)濕法制備活性白土工藝相比較具有如下優(yōu)點：用酸量和用水量分別降低50%左右，生產周期縮短1/2～1/3；污染輕，而易治理；占地面積少，設備利用率高，投資少，見效快，并與現有濕法工藝流程和設備緊密銜接。根據工藝不同，活性白土還可聯(lián)產硫酸鋁、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工藝和設備優(yōu)化設計提出了優(yōu)化方案，這個方案滿足了能生產出質量有競爭力的產品，投資省，機械設備運轉和維修費用低，環(huán)保。總之生產成本較低。

將傳統(tǒng)設計和這個方案的優(yōu)化設計的生產成本歸納于表1。

表1 活性白土生產成本表 元/噸

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

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21元，減少產品流失5%計20元，合計增收42元，多壓一次每噸活性白土多耗電10度計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出脫色率≥80%～85%的普通活性白土或半高效活性白土。活性度指標暫時還達不到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。活性白土脫色使用量為油重的2%～5%。使用白土對油脂進行脫色，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 活性白土的應用

在應用范圍上，活性白土因比表面積大，其吸附能力強，脫色效率高，且活性度低，不與油脂及其他化學物質發(fā)生化學反應。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、蛋白質含量、熬糖溫度及鈣鎂離子含量等均達到現行行業(yè)標準，節(jié)約脫色處理費用60%左右。環(huán)境吸臭劑產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，品質穩(wěn)定，無異味。使用后的產品，經過適當處理可以進行二次利用，不會造成環(huán)境污染。還可用于水分干燥劑，內服藥物堿解毒劑，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化學處理而成的，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、制蠟及有機液體的脫色精制，也用于潤滑油、基礎油、柴油等油品的精制，脫除油品中殘余的烯烴、膠質、瀝青、堿性氮化物等雜質。

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介質變色的顆粒白土是需求熱點。

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，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)工藝生產的活性白土，干法生產的或用凹凸棒土復配的都不能滿足生產的要求。