油脂精煉過程中,通常使用油重2%~5%的活性白土進行吸附脫色。脫色后的廢白土中的主要成分是SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、Na2O、CaO、K2O、中性油脂、非水化磷脂、天然色素、脂肪酸和維生素等。
由于油脂脫色所用工藝及設備的不同,脫色后的廢白土中一般吸附有20%~50%的油脂。多年來,大部分油廠的脫色廢白土直接與煤混合作燃料,或直接作為廢棄物掩埋丟掉,使其未得到充分合理的開發利用。油廠的脫色廢白土如果得不到及時處理,不僅會污染環境,危及地下水質,而且所含油為高不飽和油時,廢白土與空氣接觸還容易發生自燃,引起火險。雖然,隨著人們環保意識的增強,一些研究者開發了節省白土用量的新工藝,一些大型油脂精煉企業采用可降低白土用量的新工藝,但目前每年仍有大量的脫色廢白土需要處理。本文對脫色廢白土的利用作一簡要綜述,以供參考。
1、從廢白土中提取油脂
脫色廢白土中油脂含量較高,相當于中等含油的油料作物的含油量。為了充分利用資源,不少研究者開展了從廢白土中提取油脂的研究。廢白土中油脂的提取方法主要有溶劑法、水劑法和壓榨法。
溶劑法
廢白土中的油脂可以采用溶劑法直接提取。杜文書等人以蓖麻油脫色后的廢白土為原料,采用6#溶劑對其中的油脂進行了回收。脫色廢白土直接輸送到提油罐中,加入一定比例的混合油,在攪拌狀態下于50~55e下萃取,沉降,上層混合油撇出后經蒸發、汽提、精煉后可得到國際1#蓖麻油。下層廢白土再經混合油、新鮮溶劑萃取2次。經此處理后,廢白土中的殘油可達5%以下。錢向明等人也重點探討了溶劑法從廢白土中回收油脂。其研究表明,采用6#溶劑對廢白土進行脫油,易采用帶攪拌的立式浸提罐浸泡式浸取,溶料比以(210~113)B1為佳,操作溫度50e為宜。其中試試驗表明,采用此法廢白土中的殘油可在5%以下。藍少群發明了一種干法造料技術提取廢白土中油脂的工藝,實質上也是采用溶劑法從廢白土中回收油脂,原料廢白土首先與黏結劑按1B(011~014)(W/W)混合并造粒,將造粒后的顆粒混合料用溶劑萃取,提取其中的油脂,再經蒸發等處理得到毛油。
水劑法
魏安池等人研究了水劑法回收廢白土中的油脂,脫色廢白土直接加水進行加熱、攪拌,調節pH,經控溫攪拌、靜置分離,將油水相與固相廢白土分離,油水相再經處理得到油脂。該工藝中油脂解吸最佳pH為715,解吸溫度90e,解吸時間為20~30min。在最佳解吸條件下,油脂回收率可達80%。
王萬森等人對水劑法進行了改造,通過加入表面活性劑的方法減少了水的用量,同時提高了油脂的回收率。脫色廢白土與一定量的水混合,加熱到95e,慢速攪拌,加熱20min后,加入115%的復合表面活性劑,再加熱攪拌30min后,自然沉降,回收液體,并用熱水洗滌下層廢白土,并將洗滌液與回收液合并,分離回收其中的油脂。該工藝條件下,油脂的回收率高達96%。
壓榨法
脫色廢白土也可采用壓榨設備經壓榨處理,從中取出部分油脂。錢向明等[5]人的研究表明,用壓榨法處理新鮮的脫色廢白土,在壓力和溫度都相同的條件下,含油量高的脫色廢白土出油率也高。經壓榨法處理后的廢白土中的殘油率始終保持在15%~19%。
從脫色廢白土提取油脂的3種方法中,壓榨法處理的廢白土中殘油高,但操作簡單,設備投資小;溶劑法處理的廢白土殘油低,在5%以下,但需使用易燃易爆的6#溶劑;單純水劑法,油脂回收率低,而采用添加表面活性劑的水劑法,油脂回收率可高達96%。因而,改進的水劑法因其不使用易燃易爆的溶劑,油脂回收率高等特點將是今后開發的重點。
但不論是壓榨法,還是溶劑法、水劑法,從廢白土中回收油脂的質量、回收率均與廢白土的存放時間有關,為了得到質量較高的油脂和較高的回收率,需采用新鮮的廢白土。回收油脂后的廢白土還可以再生利用,也可以作為橡塑填料,從而使資源得到充分的利用。
2、脫色廢白土直接利用
制備洗滌用品
脫色廢白土可以直接用于制備洗滌用品的原料。胡小泓對脫色廢白土制備去污粉進行了研究。油脂精煉脫色后的廢白土,經加適量的水,用NaOH在60~120e皂化,然后加1%~15%漂白粉漂白,經干燥設備將含水量降至10%以下。最后添加1%~15%的滑石粉,1%~15%的Na2SO4,1%~6%的烷基苯磺酸鈉和0~1%的香精復配、混勻制成工業或民用去污粉。該工藝方法簡單易行,所需設備少,投資亦小。王廣隆等人對脫色廢白土制備洗滌膏進行了研究。研究表明,脫色廢白土與適量的苛性堿,在60~120e皂化,反應至pH值在8~10,然后與已軟化好的纖維質吸附材料進行復配,并加入0~1%的香精,攪拌均勻,加熱,制成膏狀樣品,即得產品洗滌膏。用該法制備的洗滌膏去污能力強,生產成本低,且不需對油進行回收。
制備核黃素
脫色后的廢白土可以直接作為生物培養基,用于核黃素的制備。Enoch等人將含有40%棕櫚油的脫色廢白土用作絲狀真菌(Filamentousfungus)的培養基,用于生產核黃素。其研究結果表明,不經過脫油的脫色廢白土直接作為絲狀直菌的培養基,所產核黃素的濃度是以純綜櫚油為培養基的115倍;且80%的油都被真菌所利用,脫色廢白土的顏色也由最初的黑色逐漸變為黃色。
作肥料
廢白土中含有機質約50%,如開發相應配方,添加一些元素,就是非常好的生物有機肥、有機復合肥。脫色后的廢白土應用于雞糞堆肥中的研究表明,其可改進堆肥制作過程中的臭味產生及臭味所造成的空氣污染。當雞糞中添加20%以上的廢白土即可有助于堆肥化期間微生物的生長,且當制成肥料施灑于土壤后,由于其有助于土壤中空氣流通使得植物生長亦較佳。添加30%的脫色廢白土于雞糞中以制得雞糞堆肥也是可行的。
作飼料
油脂精煉的廢白土不僅含有一定的油脂,還含有磷脂等營養物質,可以作為飼料添加劑。同時,廢白土的加入還可提高飼料的制粒效果。高素芬等對脫色廢白土的飼用技術進行了研究。對肉雞的飼喂研究表明,添加3%~5%的脫色廢白土代替玉米可明顯提高飼料的利用率,降低飼養成本,提高養殖效益。孫孝風等人也對廢白土添加到豆粕中作了研究,先將廢白土與大豆粕按1B2進行強制攪拌制成預混料,再按1%的比例與豆粕混合進入豆粕包裝線。廢白土添加到飼料中不僅增加了飼料的能量,減少飼料中油脂的添加,而且有利于環境保護。
活化后作吸附劑
Low等人以棕櫚油脫色后的廢白土為原料,研究了其對水溶液中鉻的脫除作用。脫色后的廢白土首先用10%的硫酸在350e下進行活化處理,然后用于水溶液中鉻的吸附。研究表明,其對鉻的最大吸附能力為2112mg/g。Irfan等人以酸活化的脫色廢白土為原料,研究了其對水溶液中的農藥2-甲-4氯-苯氧基乙酸的脫除作用。研究結果表明,酸活化的脫色廢白土可以有效地脫除污水中的2-甲-4氯-苯氧基乙酸。Low等人研究了脫色后廢白土的活化條件,并對活化處理后的廢白土用于毛棕櫚油的脫色進行了研究。研究表明,脫色后的廢白土可用10%的硫酸在350e下活化處理后,加入10%的活化處理后的白土,可有效地脫除毛棕櫚油中的色素,得到高質量的脫色棕櫚油。也有作者將脫色后的廢白土進行活化處理后,用于染料廢水中的剛果紅的吸附,同樣能得到良好的效果。
此外,廢白土的主要成分是水泥的原料,故可直接入水泥窯用于水泥的制作。廢白土中富含有機質,既可以燃燒作為能量來源,也可以作為生物沼氣池的原料。另外,脫油后的廢白土還可以用作建筑密封劑,廣泛應用于建筑物內外墻體的表面裝修材料的打底、高層建筑的預制板、輕型加氣混凝土塊等材料接合部分的空隙、空洞等地方的填平、補平,也可用于道路的接縫密封。
3、結束語
我國每年油脂精煉過程中所產生的廢白土很多,若都能得到充分利用,不僅有利于環境的保護,促進資源的合理利用,而且能給企業帶來經濟效益。為了促進這一資源的利用,還需科技工作者加強開發研究,拓展廢白土的應用領域,使廢白土的利用技術趨于完善、成熟,并工業化。