利用电石渣制内墙涂料的研究

陈文娟1, 李恩明2
( 1. 湖南化工职业技术学院, 湖南株洲412004; 2. 中盐集团湖南株洲化工有限责任公司)

电石渣是工业生产聚氯乙烯、聚乙烯醇、乙炔气等产品过程中, 电石( CaC2 ) 水解后产生的废渣, 含有金属氧化物、硫化物、磷化物、乙炔气等多种杂质,具有强碱性。电石渣未经处理而直接露天堆放, 不仅占用大量的土地, 还会污染附近的土壤及水体。因此, 对电石渣的处理迫在眉睫。近年来, 建筑业已逐渐发展成为国民经济的支柱产业, 对建筑涂料的需求量日益增加。利用电石渣取代建筑涂料中的部分填料, 是一条资源化利用电石渣的好途径。笔者通过小试得到电石渣用于制作内墙涂料填料的佳处理工艺, 并从经济效益估算方面提供了数据参考。

1 电石渣作内墙涂料填料的可行性研究
1. 1 内墙涂料的市场分析与预测
据中国建筑装饰协会不完全统计, 中国建筑装饰工程的市场规模从1987年的80亿元上升到2000年的2 000亿元。专家预测, 这一发展的黄金期还将持续20 a以上, 这无疑给建筑涂料的长远发展提供了极大的市场空间。近几年来, 中国对建筑涂料的需求达200~ 300万t /a, 已成为亚洲大的建筑涂料市场。随着全面建设小康社会目标的实施, 中国城镇人均住房面积在未来10 a将进一步增加, 这对于中国建筑涂料市场来说具有巨大的需求和增长潜力。在涂料产量方面, 目前中国位居世界第三, 仅次于美国和日本, 而人均年消费量却大大低于工业发达国家, 因此市场发展空间巨大。据相关资料显示, 2010 年, 中国仅建筑装修业市场销售的涂料就已达到4 000亿元,而且市场的需求还在以每年25% 的速度递增[ 1] , 其中, 内墙涂料约占70% ~ 75%。
由以上分析可知, 由于中国内墙涂料的市场广阔, 用电石渣代替灰钙粉作内墙涂料的填料的市场前景乐观。
1. 2 电石渣的组成和性质分析
电石渣主要成分为Ca ( OH ) 2, 还含有硅、铁、铝、镁等金属的氧化物, 以及少量的硫化物、磷化物等杂质。电石渣外观呈灰白色, 有刺鼻异味, 颗粒较为均匀, 非常细微, 易包裹水分, 含水量通常较大, 未经脱水处理的电石渣含水量高达80% (质量分数) ,常呈膏状。电石渣的主要化学成分和物理性质分别见表1和表2[ 2 ] 。

2 电石渣的处理工艺
由1. 2可知, 电石渣含有多种有害杂质, 气味刺鼻, 颜色灰暗, 且含水量大, 因此必须对其进行预处理[ 3] 。电石渣中的CaS、Ca3 P2水解时会生成H2 S和H3 P, 实验将电石渣脱水、烘干、烧成、研磨, 使其转变成氧化钙, 同时除去水分及H2 S、H3 P、C2H2气体,终除去电石渣刺鼻气味, 并使其颜色变白。
3 生产成本估算及经济效益评价
3. 1 成本估算
小试在某PVC 厂配套建立一套内墙涂料的生产装置上进行。中间产品成本见表3。从表3可以看出, 原料成本为131. 8元/ ,t 其他成本按原料成本的30% 计, 则中间产品C a( OH ) 2成本为131. 8 +
131. 8 x 30% = 171. 3元/ t。

3. 2 经济效益评价
表4为内墙涂料成本估算。从表4 可见, 使用处理好的电石渣制成的涂料成本为1 472. 94元/ ,t比使用外购填料制成的涂料成本降低60. 4元/ ,t 根据市场行情, 假设内墙涂料的售价为2 000元/ ,t 利润约为527元/ ,t 则比使用外购填料制成的涂料利润增加60. 4元/ t。若在PVC 厂配套建一套10万t /a内墙涂料的生产装置, 则每年可处理电石渣近10万,t 同时实现经济效益5 270万元。因此, 用电石渣代替灰钙粉作内墙涂料的填料具有环保和经济双重效益。

4 结论
1)对内墙涂料的市场进行了分析, 预测用电石渣作内墙涂料填料的市场前景广阔。2)通过对电石渣的组成和内墙涂料的市场分析可知, 用电石渣代替灰钙粉作内墙涂料的填料是完全可行的。3)通过小试数据分析可知, 用电石渣代替灰钙粉作内墙涂料的填料不仅可变废为宝, 减少环保压力, 且能创造可观的经济效益, 实现环保和经济效益双赢。