油脂精炼过程中,通常使用油重2%~5%的活性白土进行吸附脱色。脱色后的废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、脂肪酸和维生素等。
由于油脂脱色所用工艺及设备的不同,脱色后的废白土中一般吸附有20%~50%的油脂。多年来,大部分油厂的脱色废白土直接与煤混合作燃料,或直接作为废弃物掩埋丢掉,使其未得到充分合理的开发利用。油厂的脱色废白土如果得不到及时处理,不仅会污染环境,危及地下水质,而且所含油为高不饱和油时,废白土与空气接触还容易发生自燃,引起火险。虽然,随着人们环保意识的增强,一些研究者开发了节省白土用量的新工艺,一些大型油脂精炼企业采用可降低白土用量的新工艺,但目前每年仍有大量的脱色废白土需要处理。本文对脱色废白土的利用作一简要综述,以供参考。
1、从废白土中提取油脂
脱色废白土中油脂含量较高,相当于中等含油的油料作物的含油量。为了充分利用资源,不少研究者开展了从废白土中提取油脂的研究。废白土中油脂的提取方法主要有溶剂法、水剂法和压榨法。
溶剂法
废白土中的油脂可以采用溶剂法直接提取。杜文书等人以蓖麻油脱色后的废白土为原料,采用6#溶剂对其中的油脂进行了回收。脱色废白土直接输送到提油罐中,加入一定比例的混合油,在搅拌状态下于50~55e下萃取,沉降,上层混合油撇出后经蒸发、汽提、精炼后可得到国际1#蓖麻油。下层废白土再经混合油、新鲜溶剂萃取2次。经此处理后,废白土中的残油可达5%以下。钱向明等人也重点探讨了溶剂法从废白土中回收油脂。其研究表明,采用6#溶剂对废白土进行脱油,易采用带搅拌的立式浸提罐浸泡式浸取,溶料比以(210~113)B1为佳,操作温度50e为宜。其中试试验表明,采用此法废白土中的残油可在5%以下。蓝少群发明了一种干法造料技术提取废白土中油脂的工艺,实质上也是采用溶剂法从废白土中回收油脂,原料废白土首先与黏结剂按1B(011~014)(W/W)混合并造粒,将造粒后的颗粒混合料用溶剂萃取,提取其中的油脂,再经蒸发等处理得到毛油。
水剂法
魏安池等人研究了水剂法回收废白土中的油脂,脱色废白土直接加水进行加热、搅拌,调节pH,经控温搅拌、静置分离,将油水相与固相废白土分离,油水相再经处理得到油脂。该工艺中油脂解吸最佳pH为715,解吸温度90e,解吸时间为20~30min。在最佳解吸条件下,油脂回收率可达80%。
王万森等人对水剂法进行了改造,通过加入表面活性剂的方法减少了水的用量,同时提高了油脂的回收率。脱色废白土与一定量的水混合,加热到95e,慢速搅拌,加热20min后,加入115%的复合表面活性剂,再加热搅拌30min后,自然沉降,回收液体,并用热水洗涤下层废白土,并将洗涤液与回收液合并,分离回收其中的油脂。该工艺条件下,油脂的回收率高达96%。
压榨法
脱色废白土也可采用压榨设备经压榨处理,从中取出部分油脂。钱向明等[5]人的研究表明,用压榨法处理新鲜的脱色废白土,在压力和温度都相同的条件下,含油量高的脱色废白土出油率也高。经压榨法处理后的废白土中的残油率始终保持在15%~19%。
从脱色废白土提取油脂的3种方法中,压榨法处理的废白土中残油高,但操作简单,设备投资小;溶剂法处理的废白土残油低,在5%以下,但需使用易燃易爆的6#溶剂;单纯水剂法,油脂回收率低,而采用添加表面活性剂的水剂法,油脂回收率可高达96%。因而,改进的水剂法因其不使用易燃易爆的溶剂,油脂回收率高等特点将是今后开发的重点。
但不论是压榨法,还是溶剂法、水剂法,从废白土中回收油脂的质量、回收率均与废白土的存放时间有关,为了得到质量较高的油脂和较高的回收率,需采用新鲜的废白土。回收油脂后的废白土还可以再生利用,也可以作为橡塑填料,从而使资源得到充分的利用。
2、脱色废白土直接利用
制备洗涤用品
脱色废白土可以直接用于制备洗涤用品的原料。胡小泓对脱色废白土制备去污粉进行了研究。油脂精炼脱色后的废白土,经加适量的水,用NaOH在60~120e皂化,然后加1%~15%漂白粉漂白,经干燥设备将含水量降至10%以下。最后添加1%~15%的滑石粉,1%~15%的Na2SO4,1%~6%的烷基苯磺酸钠和0~1%的香精复配、混匀制成工业或民用去污粉。该工艺方法简单易行,所需设备少,投资亦小。王广隆等人对脱色废白土制备洗涤膏进行了研究。研究表明,脱色废白土与适量的苛性碱,在60~120e皂化,反应至pH值在8~10,然后与已软化好的纤维质吸附材料进行复配,并加入0~1%的香精,搅拌均匀,加热,制成膏状样品,即得产品洗涤膏。用该法制备的洗涤膏去污能力强,生产成本低,且不需对油进行回收。
制备核黄素
脱色后的废白土可以直接作为生物培养基,用于核黄素的制备。Enoch等人将含有40%棕榈油的脱色废白土用作丝状真菌(Filamentousfungus)的培养基,用于生产核黄素。其研究结果表明,不经过脱油的脱色废白土直接作为丝状直菌的培养基,所产核黄素的浓度是以纯综榈油为培养基的115倍;且80%的油都被真菌所利用,脱色废白土的颜色也由最初的黑色逐渐变为黄色。
作肥料
废白土中含有机质约50%,如开发相应配方,添加一些元素,就是非常好的生物有机肥、有机复合肥。脱色后的废白土应用于鸡粪堆肥中的研究表明,其可改进堆肥制作过程中的臭味产生及臭味所造成的空气污染。当鸡粪中添加20%以上的废白土即可有助于堆肥化期间微生物的生长,且当制成肥料施洒于土壤后,由于其有助于土壤中空气流通使得植物生长亦较佳。添加30%的脱色废白土于鸡粪中以制得鸡粪堆肥也是可行的。
作饲料
油脂精炼的废白土不仅含有一定的油脂,还含有磷脂等营养物质,可以作为饲料添加剂。同时,废白土的加入还可提高饲料的制粒效果。高素芬等对脱色废白土的饲用技术进行了研究。对肉鸡的饲喂研究表明,添加3%~5%的脱色废白土代替玉米可明显提高饲料的利用率,降低饲养成本,提高养殖效益。孙孝风等人也对废白土添加到豆粕中作了研究,先将废白土与大豆粕按1B2进行强制搅拌制成预混料,再按1%的比例与豆粕混合进入豆粕包装线。废白土添加到饲料中不仅增加了饲料的能量,减少饲料中油脂的添加,而且有利于环境保护。
活化后作吸附剂
Low等人以棕榈油脱色后的废白土为原料,研究了其对水溶液中铬的脱除作用。脱色后的废白土首先用10%的硫酸在350e下进行活化处理,然后用于水溶液中铬的吸附。研究表明,其对铬的最大吸附能力为2112mg/g。Irfan等人以酸活化的脱色废白土为原料,研究了其对水溶液中的农药2-甲-4氯-苯氧基乙酸的脱除作用。研究结果表明,酸活化的脱色废白土可以有效地脱除污水中的2-甲-4氯-苯氧基乙酸。Low等人研究了脱色后废白土的活化条件,并对活化处理后的废白土用于毛棕榈油的脱色进行了研究。研究表明,脱色后的废白土可用10%的硫酸在350e下活化处理后,加入10%的活化处理后的白土,可有效地脱除毛棕榈油中的色素,得到高质量的脱色棕榈油。也有作者将脱色后的废白土进行活化处理后,用于染料废水中的刚果红的吸附,同样能得到良好的效果。
此外,废白土的主要成分是水泥的原料,故可直接入水泥窑用于水泥的制作。废白土中富含有机质,既可以燃烧作为能量来源,也可以作为生物沼气池的原料。另外,脱油后的废白土还可以用作建筑密封剂,广泛应用于建筑物内外墙体的表面装修材料的打底、高层建筑的预制板、轻型加气混凝土块等材料接合部分的空隙、空洞等地方的填平、补平,也可用于道路的接缝密封。
3、结束语
我国每年油脂精炼过程中所产生的废白土很多,若都能得到充分利用,不仅有利于环境的保护,促进资源的合理利用,而且能给企业带来经济效益。为了促进这一资源的利用,还需科技工作者加强开发研究,拓展废白土的应用领域,使废白土的利用技术趋于完善、成熟,并工业化。