本发明涉及一种利用电石炉气粉尘制备水体油污去除剂的方法，还涉所述方法制备得到的水体油污去除剂，属于电石炉气粉尘的综合利用领域。
背景技术：
“十二五”期间，中国电石行业在聚氯乙烯、1,4-丁二醇等下游行业的快速发展带动下，电石产能再次进入飞速增长期。截至2015年末，中国国内电石企业255余家，产能达到4500万t/年。其中，技术装备水平高、节能环保效果显著的密闭式电石炉产能达到3552万t/年。采用密闭电石炉生产1t电石副产炉气约400Nm3，炉气中含有质量浓度为130～200g/Nm3的粉尘，因此电石炉气粉尘的排放量巨大。由于粉尘密度较轻、黏度较大、粒度较细，具有较大的比表面积；粉尘中含有较多的焦炭粉尘，磨蚀性较强；粉尘中比电阻较大，治理难度比较大，目前尚未得到有效利用。
大量被舍弃的电石炉气粉尘占用一定土地，并容易对周围环境造成一定污染。随着电石产能规模加大，这种污染将变得越来越严重。如何提高电石炉气粉尘的综合利用率及其附加值，成为当前亟待解决的关键科技问题。随着电石工业的蓬勃发展，电石炉气粉尘的处理成为各电石生产企业所面临的巨大难题，环保要求水平的不断提高和资源综合利用技术的发展，使得人们在研究电石产品合理利用的同时，迫切需要进行电石炉气粉尘处理技术的研究，对电石炉气粉尘进行高值化的开发利用，以实现资源的综合利用。
水体油污主要来源于石油开采加工、石油化工、冶金、机械及海上运输业及食品加工等，其废水量大且成分复杂。随着工业的发展，水体油污排放量也在增大，对环境的危害也日趋严重。当今，油类对水体的污染日趋严重，全世界每年至少有500～1000万吨油类通过各种途径进入水体，水体被油类污染后，影响水资源的使用价值，危害人体健康。水体含油量达0.01mg/L时，就可以使鱼肉带有特殊气味而不能食用；水中含油量0.01mg/L～0.1mg/L时，对鱼类和水生生物生长就会产生影响；当水中含石油类物质达0.3mg/L～0.5mg/L时，水就会产生异味而不适合饮用。水体油污中油类物质会在水面形成一层薄膜，隔绝水面与大气，导致水生动物缺氧而死亡，还妨碍水生植物的光合作用，致使腐烂变质，从而影响水体的自净作用，甚至使水质变臭，破坏水资源的利用价值，而且在水体表面的聚结油还能燃烧产生安全问题。因此水体油污必须经过妥善处理才能排放或回用。
目前对电石炉气粉尘的利用研究较少，尤其利用电石炉气粉尘处理水体油污技术尚未见报道，因此开发一种利用电石炉气粉尘制备需求量较大的水体油污净化剂技术，发展前景广阔。
技术实现要素：
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种利用电石炉气粉尘制备水体油污去除剂的方法，该方法操作简单，原料来源广泛，制备成本低；
本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种所述方法制备得到的水体油污去除剂及其在去除水体中的油污中的应用。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
本发明首先公开了一种利用电石炉气粉尘制备水体油污去除剂的方法，包括以下步骤：将电石炉气粉尘、聚丙烯酰胺、司盘、十二烷基苯磺酸钠和酸液混合进行搅拌，然后烘干，即得。
其中，按照重量份计，电石炉气粉尘1000-3000份、聚丙烯酰胺50-100份、司盘1-5份、十二烷基苯磺酸钠15-60份、酸液2000-6000份。本发明所述电石炉气粉尘来源于密闭电石炉的炉气除尘系统，属于工业废弃物；优选的，按照质量百分比计，所述电石炉气粉尘的化学成分及其含量为：CaO占比35-40％，C占比30-38％，SiO2占比13-17％，Fe2O3占比0.5-1.5％，Al2O3占比5-10％，其它成分占比3-5％；更为优选的，所述电石炉气粉尘的化学成分及其含量为：CaO占比38.2％，C占比33.6％，SiO2占比15.3％，Fe2O3占比0.86％，Al2O3占比7.3％，其它成分占比4.74％。本发明对电石炉气粉尘没有特殊限制，密闭电石炉的炉气除尘系统产生的电石炉气粉尘均适用于本发明。本发明所述酸液为盐酸、硫酸、硝酸或磷酸中的任意一种或一种以上按照任意比例组成的混合物，优选为盐酸；进一步优选的，按照质量百分比计，所述酸液的浓度为5-20％。本发明所述司盘优选为司盘-80。所述搅拌的温度为70-100℃，优选为80-90℃；所述搅拌时间为2-4h，优选为3h。所述烘干的温度为105-110℃；优选的，按照质量百分比计，所述烘干为烘干至烘干后产物的水份含量＜8％。
本发明利用电石炉气粉尘制备水体油污去除剂的方法中，加入聚丙烯酰胺做絮凝剂，对废水中杂质具有强絮凝作用；加入酸液是为了使电石炉气粉尘颗粒表面更加粗糙，增大表面积和吸附能力；加入司盘、十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂，作用在于改变炉气粉尘的表面性能，使之具有憎水亲油性。
本发明进一步公开了一种所述方法制备得到的水体油污去除剂。所述水体油污去除剂的孔容为0.2-0.4cm3/g，优选为0.28cm3/g。
本发明所述水体油污去除剂能够应用于去除水体中的油污，包括：将所述水体油污去除剂加入含油污的水体中，搅拌，静置，然后过滤，即得。优选的，所述水体油污去除剂的用量为：每500mL含油污的水体中加入10g水体油污去除剂；所述搅拌的时间为20-40min，优选为30min；所述静置的时间为1.0-20h，优选为1.5h。本发明所述水体油污去除剂的用量以及在去除水体中油污过程中的搅拌时间，静置时间等，均可以根据实际需要进行相应的调整。
本发明所述水体油污去除剂对水体油污的去油效率高，可达90％以上，而且水体油污去除剂与母液的分离效果较好。
本发明技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明利用电石炉气粉尘制备水体油污去除剂，电石炉气粉尘的预处理工艺简单，易于控制；原料来源广泛，属于废物的深层加工利用，有利于降低制备成本。本发明所述水体油污去除剂对水体油污的去油效率高，而且水体油污去除剂与母液的分离效果好。本发明实现充分合理的利用电石炉气粉尘，既变废为宝，又保护环境，符合国家能源资源利用政策，具有重要的经济、环境和社会效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但是应理解所述实施例仅是范例性的，不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改或替换均落入本发明的保护范围。
实施例1
1、水体油污去除剂的制备
将电石炉气粉尘(电石炉气粉尘来源于密闭电石炉的炉气除尘系统，按照质量百分比计，所述电石炉气粉尘的化学成分及其含量为：CaO占比38.2％，C占比33.6％，SiO2占比15.3％，Fe2O3占比0.86％，Al2O3占比7.3％，其它成分占比4.74％)2500kg、聚丙烯酰胺80kg、司盘-80 4kg、十二烷基苯磺酸钠40kg，加入装有酸液(质量浓度为10％的盐酸溶液)5000kg的混合装置中，并在80℃的温度下进行搅拌3小时，然后在105-110℃进行烘干焙制(按照质量百分比计，烘干至烘干后产物的水份含量＜8％)，即制成水体油污去除剂成品，所述水体油污去除剂的孔容为0.28cm3/g。
2、应用本实施例制备的水体油污去除剂去除水体中油污的试验
(1)、试验方法
称取10g该水体油污去除剂加入500mL的含油污的水中进行搅拌30min，然后静置沉淀1.5h后过滤，即可实现水体中油污的去除。
用紫外分光光度计测定水体中剩余油的浓度，波长为225nm。
油的去除率(％)＝(1-A/A0)×100％。式中：A0、A为吸附前、后水样的吸光度。
(2)、试验结果
经测定，使用该水体油污去除剂使水体油污的去除率达95％。
实施例2
1、水体油污去除剂的制备
将电石炉气粉尘(电石炉气粉尘来源于密闭电石炉的炉气除尘系统，按照质量百分比计，所述电石炉气粉尘的化学成分及其含量为：CaO占比38.2％，C占比33.6％，SiO2占比15.3％，Fe2O3占比0.86％，Al2O3占比7.3％，其它成分占比4.74％)1000kg、聚丙烯酰胺50kg、司盘-80 1kg、十二烷基苯磺酸钠15kg，加入装有酸液(质量浓度为5％的硫酸溶液)2000kg的混合装置中，并在70℃的温度下进行搅拌2小时，然后在105℃进行烘干焙制(按照质量百分比计，烘干至烘干后产物的水份含量＜8％)，即制成水体油污去除剂成品，所述水体油污去除剂的孔容为0.2cm3/g。
2、应用本实施例制备的水体油污去除剂去除水体中油污的试验
(1)、试验方法
称取10g该水体油污去除剂加入500mL的含油污的水中进行搅拌30min，然后静置沉淀1.5h后过滤，即可实现水体中油污的去除。
用紫外分光光度计测定水体中剩余油的浓度，波长为225nm。
油的去除率(％)＝(1-A/A0)×100％。式中：A0、A为吸附前、后水样的吸光度。
(2)、试验结果
经测定，使用该水体油污去除剂使水体油污的去除率达92％。
实施例3
1、水体油污去除剂的制备
将电石炉气粉尘(电石炉气粉尘来源于密闭电石炉的炉气除尘系统，按照质量百分比计，所述电石炉气粉尘的化学成分及其含量为：CaO占比38.2％，C占比33.6％，SiO2占比15.3％，Fe2O3占比0.86％，Al2O3占比7.3％，其它成分占比4.74％)3000kg、聚丙烯酰胺100kg、司盘-80 5kg、十二烷基苯磺酸钠60kg，加入装有酸液(质量浓度为20％的硝酸溶液)6000kg的混合装置中，并在100℃的温度下进行搅拌4小时，然后在110℃进行烘干焙制(按照质量百分比计，烘干至烘干后产物的水份含量＜8％)，即制成水体油污去除剂成品，所述水体油污去除剂的孔容为0.4cm3/g。
2、应用本实施例制备的水体油污去除剂去除水体中油污的试验
(1)、试验方法
称取10g该水体油污去除剂加入500mL的含油污的水中进行搅拌40min，然后静置沉淀2.0h后过滤，即可实现水体中油污的去除。
用紫外分光光度计测定水体中剩余油的浓度，波长为225nm。
油的去除率(％)＝(1-A/A0)×100％。式中：A0、A为吸附前、后水样的吸光度。
(2)、试验结果
经测定，使用该水体油污去除剂使水体油污的去除率达94％。
实施例4
1、水体油污去除剂的制备
将电石炉气粉尘(电石炉气粉尘来源于密闭电石炉的炉气除尘系统，按照质量百分比计，所述电石炉气粉尘的化学成分为：按照质量百分比计，所述电石炉气粉尘的化学成分及其含量为：CaO占比38.2％，C占比33.6％，SiO2占比15.3％，Fe2O3占比0.86％，Al2O3占比7.3％，其它成分占比4.74％)2000kg、聚丙烯酰胺60kg、司盘-80 3kg、十二烷基苯磺酸钠50kg，加入装有酸液(质量浓度为15％的磷酸溶液)3000kg的混合装置中，并在100℃的温度下进行搅拌2小时，然后在110℃进行烘干焙制(按照质量百分比计，烘干至烘干后产物的水份含量＜8％)，即制成水体油污去除剂成品，所述水体油污去除剂的孔容为0.3cm3/g。
2、应用本实施例制备的水体油污去除剂去除水体中油污的试验
(1)、试验方法
称取10g该水体油污去除剂加入500mL的含油污的水中进行搅拌20min，然后静置沉淀1.0h后过滤，即可实现水体中油污的去除。
用紫外分光光度计测定水体中剩余油的浓度，波长为225nm。
油的去除率(％)＝(1-A/A0)×100％。式中：A0、A为吸附前、后水样的吸光度。
(2)、试验结果
经测定，使用该水体油污去除剂使水体油污的去除率达93％。
实施例5
1、水体油污去除剂的制备
将电石炉气粉尘(电石炉气粉尘来源于密闭电石炉的炉气除尘系统，按照质量百分比计，所述电石炉气粉尘的化学成分及其含量为：CaO占比38.2％，C占比33.6％，SiO2占比15.3％，Fe2O3占比0.86％，Al2O3占比7.3％，其它成分占比4.74％)2500kg、聚丙烯酰胺80kg、司盘-80 4kg、十二烷基苯磺酸钠40kg，加入装有酸液(质量浓度为10％的盐酸溶液)5000kg的混合装置中，并在90℃的温度下进行搅拌3小时，然后在105-110℃进行烘干焙制(按照质量百分比计，烘干至烘干后产物的水份含量＜8％)，即制成水体油污去除剂成品，所述水体油污去除剂的孔容为0.28cm3/g。
2、应用本实施例制备的水体油污去除剂去除水体中油污的试验
(1)、试验方法
称取10g该水体油污去除剂加入500mL的含油污的水中进行搅拌30min，然后静置沉淀1.5h后过滤，即可实现水体中油污的去除。
用紫外分光光度计测定水体中剩余油的浓度，波长为225nm。
油的去除率(％)＝(1-A/A0)×100％。式中：A0、A为吸附前、后水样的吸光度。
(2)、试验结果
经测定，使用该水体油污去除剂使水体油污的去除率达95％。
实施例6
1、水体油污去除剂的制备
将电石炉气粉尘(电石炉气粉尘来源于密闭电石炉的炉气除尘系统，按照质量百分比计，所述电石炉气粉尘的化学成分及其含量为：CaO占比38.2％，C占比33.6％，SiO2占比15.3％，Fe2O3占比0.86％，Al2O3占比7.3％，其它成分占比4.74％)2500kg、聚丙烯酰胺80kg、司盘-80 4kg、十二烷基苯磺酸钠40kg，加入装有酸液(质量浓度为10％的盐酸溶液)5000kg的混合装置中，并在70℃的温度下进行搅拌3小时，然后在105-110℃进行烘干焙制(按照质量百分比计，烘干至烘干后产物的水份含量＜8％)，即制成水体油污去除剂成品，所述水体油污去除剂的孔容为0.2cm3/g。
2、应用本实施例制备的水体油污去除剂去除水体中油污的试验
(1)、试验方法
称取10g该水体油污去除剂加入500mL的含油污的水中进行搅拌30min，然后静置沉淀1.5h后过滤，即可实现水体中油污的去除。
用紫外分光光度计测定水体中剩余油的浓度，波长为225nm。
油的去除率(％)＝(1-A/A0)×100％。式中：A0、A为吸附前、后水样的吸光度。
(2)、试验结果
经测定，使用该水体油污去除剂使水体油污的去除率达91％。
实施例7
1、水体油污去除剂的制备
将电石炉气粉尘(电石炉气粉尘来源于密闭电石炉的炉气除尘系统，按照质量百分比计，所述电石炉气粉尘的化学成分及其含量为：CaO占比38.2％，C占比33.6％，SiO2占比15.3％，Fe2O3占比0.86％，Al2O3占比7.3％，其它成分占比4.74％)2500kg、聚丙烯酰胺80kg、司盘-80 4kg、十二烷基苯磺酸钠40kg，加入装有酸液(质量浓度为10％的盐酸溶液)5000kg的混合装置中，并在100℃的温度下进行搅拌3小时，然后在105-110℃进行烘干焙制(按照质量百分比计，烘干至烘干后产物的水份含量＜8％)，即制成水体油污去除剂成品，所述水体油污去除剂的孔容为0.4cm3/g。
2、应用本实施例制备的水体油污去除剂去除水体中油污的试验
(1)、试验方法
称取10g该水体油污去除剂加入500mL的含油污的水中进行搅拌30min，然后静置沉淀1.5h后过滤，即可实现水体中油污的去除。
用紫外分光光度计测定水体中剩余油的浓度，波长为225nm。
油的去除率(％)＝(1-A/A0)×100％。式中：A0、A为吸附前、后水样的吸光度。
(2)、试验结果
经测定，使用该水体油污去除剂使水体油污的去除率达90％。
表1实施例1-7的主要制备参数及所制备水体油污去除剂对油污的去除率