經(jīng)脫色后的白土失去了活性,不能再作脫色劑,是一種深褐色粉狀固渣,有時(shí)還粘結(jié)成塊,而成為廢白土。廢白土如果不及時(shí)處理,會(huì)污染環(huán)境。一般油廠都將廢白土丟棄,國外有的油廠采用填埋或焚燒,這既浪費(fèi)了資源又無經(jīng)濟(jì)效益。為了更好地將脫色廢白土利用起來,我們對(duì)廢白土中的油脂進(jìn)行回收,并對(duì)去油后的廢白土進(jìn)行了再生活化工藝研究。
1材料與方法
1.1 材料
脫色廢白土、三級(jí)菜籽油,武漢華泰油脂有限公司提供;活性白土,江西上饒?jiān)铝辽交び邢挢?zé)任公司提供。
1.2 試劑
6號(hào)溶劑,硫酸。
1.3 儀器、設(shè)備
AB204一N電子天平,浸出裝置,旋轉(zhuǎn)式蒸發(fā)器,SHZ—D循環(huán)式真空泵,蒸餾裝置,羅維朋比色計(jì),分光光度計(jì),電爐,離心機(jī),套式加熱器,坩堝。
1.4 檢測(cè)方法
1.4.1 色澤測(cè)定羅維朋比色計(jì)法。133.4rain比色槽,固定黃色為20,紅色為檢測(cè)值。
1.4.2 脫色率取脫色前()和脫色后(E1)的油樣在480nnl波長(zhǎng)下用lem比色槽在分光光度計(jì)上測(cè)其吸光度,以蒸餾水作參比液。
脫色率(%)=(Eo—E1)/EoX100
1.5 實(shí)驗(yàn)方法
稱取一定量的廢白土,投入浸出裝置中,將溶劑預(yù)熱后加入到浸出裝置中,浸出溫度為55℃,料液比為1:1:1,浸泡15min后放出混合油,再加入溶劑,浸提數(shù)次,直到把油提凈。廢白土渣進(jìn)行干燥即得到去油廢白土。將去油廢白土放入坩堝,在電爐上進(jìn)行焙燒,經(jīng)數(shù)小時(shí),待冷卻后,用硫酸進(jìn)行酸化處理,然后水洗、干燥、粉碎得再生白土。其工藝流程:
1.6 白土吸附和再生的機(jī)理活性白土是以膨潤(rùn)土為原料經(jīng)處理加工而成活性較高的吸附劑,在油脂脫色中應(yīng)用較為廣泛。
膨潤(rùn)土的主要成分是蒙脫土,經(jīng)酸活化處理而得,主要是A1203和siO2的混合物l。白土微觀結(jié)構(gòu)是一種顆粒結(jié)構(gòu),Al2O3顆粒較小,sio2顆粒較大,當(dāng)兩種顆粒聚在一起時(shí)會(huì)產(chǎn)生許多4,TL,產(chǎn)生極大的吸附作用。在Al2O3和SiO2顆粒的接觸點(diǎn)上,Al3可取代si4,在4個(gè)氧配位鍵構(gòu)成的四面體中形成一個(gè)電場(chǎng),呈酸性活化中心,能吸附陽離子。經(jīng)酸化,可以將雜質(zhì)溶解,H取代了蒙脫土中的陽離子,形成孔邊,同時(shí)能溶解八面體中的A13、M等,使微孑L增加,增強(qiáng)了吸附性。經(jīng)脫色后,白土4,TL中及表面上主要以物理方式吸附油脂,而活性中心主要吸附了色素、膠質(zhì)等一些極性有機(jī)物。廢白土經(jīng)溶劑萃取,孑L中和表面的油被提取出來,殘留在廢白土中的色素和微量有機(jī)物通過焙燒,氧化成二氧化碳和水而脫除,失活的Al3可通過酸化處理得到活化。這樣使廢白土得到再生。
2 結(jié)果與討論
2.1 廢白土中含油量對(duì)再生白土的影響白土在吸附色素的同時(shí),也大量地吸附了油脂,這些油脂都在白土的表面和孔隙中。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)廢白土中殘油率的高低,對(duì)再生白土的活性有一定的影響,我們對(duì)含油廢白土進(jìn)行萃取,并在每次萃取后,從中取出一部分廢白土,進(jìn)行廢白土中殘油率的測(cè)定,然后將得到的各次的廢白土進(jìn)行焙燒70min,冷卻后用5%的硫酸酸化,水洗,干燥。經(jīng)脫色后,測(cè)定油脂的色澤。廢白土殘油率對(duì)油脂脫色的影響見表l,殘油率對(duì)焙燒、酸化脫色的影響見圖l、圖2。
由表1、圖1、圖2可見,降低廢白土中殘油,可使再生白土活性增大,通過焙燒使其脫色率由87.9%上升至94.4%,色澤由原來的Y20、R5.7降低至Y20、R4.4,再進(jìn)行酸化,脫色率由90.5%上升至94.7%,色澤由原來的Y20、R5.4降低至Y20、R4.0,可見通過提出廢白土中的油脂,然后進(jìn)行焙燒和酸化使再生白土的脫色率提高了6.8%,色澤降低了1.7。
2.2 廢白土焙燒時(shí)間對(duì)脫色的影響
將提油后的廢白土首先進(jìn)行焙燒,使色素氧化分解,焙燒的時(shí)間對(duì)白土的吸附有很大的影響。焙燒時(shí)間對(duì)油脂脫色的影響,見圖3。
由圖3可見,隨著焙燒時(shí)間的增加,色澤下降后又上升,同樣脫色率上升后又下降,因此選擇焙燒的時(shí)間為60min。
2.3 酸濃度對(duì)脫色的影響
將提油后的廢白土焙燒60min。加人固液比為1:2的硫酸,溫度為94℃,改變硫酸濃度對(duì)白土進(jìn)行酸化,酸化時(shí)間150min。經(jīng)酸化后的白土水洗至pH4—5。干燥后對(duì)油脂進(jìn)行脫色實(shí)驗(yàn)。硫酸的濃度對(duì)油脂脫色的影響,見圖4。
由圖4可見,在白土酸化時(shí),隨著硫酸濃度的增加,脫色率逐漸增大,到7%時(shí),又開始下降,這是因?yàn)榱蛩岬臐舛冗^高,使蒙脫石中的Al3溶出過多,層狀骨架被破壞,比表面積縮小,使再生白土的脫色力下降l。所以選擇硫酸的濃度為7%,此時(shí)油脂色澤也是最低的。
2.4 水洗時(shí)pH對(duì)油脂脫色的影響
廢白土經(jīng)7%的硫酸酸化后,還要進(jìn)行水洗,加人白土量5—6倍的水,進(jìn)行攪拌,離tL,后,測(cè)定pH。pH對(duì)油脂脫色的影響,見圖5。
由圖5可見,水洗至pH4.5時(shí)油脂的脫色率最高達(dá)98.2%,色澤最低,說明了此時(shí)再生白土的活性最大。這主要是因?yàn)殡S著pH增大,活性白土交換陽離子的去除量增加,比表面積增大,游離酸含量降低,使脫色率增大。但如果pH繼續(xù)增大,離子交換平衡被破壞,使脫色力下降,所以選擇水洗至pH4.5。
2.5 再生白土與新白土的脫色比較
再生白土與新白土的脫色比較,見表2。
由表2可以看出,再生白土和新白土對(duì)3種不同的油進(jìn)行脫色實(shí)驗(yàn)后,油脂的色澤相差不大,說明用再生白土作為吸附劑是可行的。
3 結(jié)論
(1)經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),對(duì)吸附脫色后的廢白土進(jìn)行再生的方法是可行的。
(2)在廢白土的萃取過程中,白土的殘油率越低,經(jīng)再生后白土的活性越高,效果越好。將去油的廢白土進(jìn)行再生,焙燒時(shí)間選擇60min左右,酸化的硫酸濃度為7%,水洗至pH4.5,此時(shí)脫色率最好。
(3)從經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析,由于含油廢白土是一種工業(yè)廢渣,因此本研究中原料成本可以不計(jì),這就降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。更重要的是,廢白土中油脂的回收及廢白土的再生不但在環(huán)境保護(hù)和三廢治理中有較好的社會(huì)效益,同時(shí)也具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。
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