经脱色后的白土失去了活性,不能再作脱色剂,是一种深褐色粉状固渣,有时还粘结成块,而成为废白土。废白土如果不及时处理,会污染环境。一般油厂都将废白土丢弃,国外有的油厂采用填埋或焚烧,这既浪费了资源又无经济效益。为了更好地将脱色废白土利用起来,我们对废白土中的油脂进行回收,并对去油后的废白土进行了再生活化工艺研究。
1材料与方法
1.1 材料
脱色废白土、三级菜籽油,武汉华泰油脂有限公司提供;活性白土,江西上饶月亮山化工有限责任公司提供。
1.2 试剂
6号溶剂,硫酸。
1.3 仪器、设备
AB204一N电子天平,浸出装置,旋转式蒸发器,SHZ—D循环式真空泵,蒸馏装置,罗维朋比色计,分光光度计,电炉,离心机,套式加热器,坩埚。
1.4 检测方法
1.4.1 色泽测定罗维朋比色计法。133.4rain比色槽,固定黄色为20,红色为检测值。
1.4.2 脱色率取脱色前()和脱色后(E1)的油样在480nnl波长下用lem比色槽在分光光度计上测其吸光度,以蒸馏水作参比液。
脱色率(%)=(Eo—E1)/EoX100
1.5 实验方法
称取一定量的废白土,投入浸出装置中,将溶剂预热后加入到浸出装置中,浸出温度为55℃,料液比为1:1:1,浸泡15min后放出混合油,再加入溶剂,浸提数次,直到把油提净。废白土渣进行干燥即得到去油废白土。将去油废白土放入坩埚,在电炉上进行焙烧,经数小时,待冷却后,用硫酸进行酸化处理,然后水洗、干燥、粉碎得再生白土。其工艺流程:
1.6 白土吸附和再生的机理活性白土是以膨润土为原料经处理加工而成活性较高的吸附剂,在油脂脱色中应用较为广泛。
膨润土的主要成分是蒙脱土,经酸活化处理而得,主要是A1203和siO2的混合物l。白土微观结构是一种颗粒结构,Al2O3颗粒较小,sio2颗粒较大,当两种颗粒聚在一起时会产生许多4,TL,产生极大的吸附作用。在Al2O3和SiO2颗粒的接触点上,Al3可取代si4,在4个氧配位键构成的四面体中形成一个电场,呈酸性活化中心,能吸附阳离子。经酸化,可以将杂质溶解,H取代了蒙脱土中的阳离子,形成孔边,同时能溶解八面体中的A13、M等,使微孑L增加,增强了吸附性。经脱色后,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、胶质等一些极性有机物。废白土经溶剂萃取,孑L中和表面的油被提取出来,残留在废白土中的色素和微量有机物通过焙烧,氧化成二氧化碳和水而脱除,失活的Al3可通过酸化处理得到活化。这样使废白土得到再生。
2 结果与讨论
2.1 废白土中含油量对再生白土的影响白土在吸附色素的同时,也大量地吸附了油脂,这些油脂都在白土的表面和孔隙中。实验发现废白土中残油率的高低,对再生白土的活性有一定的影响,我们对含油废白土进行萃取,并在每次萃取后,从中取出一部分废白土,进行废白土中残油率的测定,然后将得到的各次的废白土进行焙烧70min,冷却后用5%的硫酸酸化,水洗,干燥。经脱色后,测定油脂的色泽。废白土残油率对油脂脱色的影响见表l,残油率对焙烧、酸化脱色的影响见图l、图2。
由表1、图1、图2可见,降低废白土中残油,可使再生白土活性增大,通过焙烧使其脱色率由87.9%上升至94.4%,色泽由原来的Y20、R5.7降低至Y20、R4.4,再进行酸化,脱色率由90.5%上升至94.7%,色泽由原来的Y20、R5.4降低至Y20、R4.0,可见通过提出废白土中的油脂,然后进行焙烧和酸化使再生白土的脱色率提高了6.8%,色泽降低了1.7。
2.2 废白土焙烧时间对脱色的影响
将提油后的废白土首先进行焙烧,使色素氧化分解,焙烧的时间对白土的吸附有很大的影响。焙烧时间对油脂脱色的影响,见图3。
由图3可见,随着焙烧时间的增加,色泽下降后又上升,同样脱色率上升后又下降,因此选择焙烧的时间为60min。
2.3 酸浓度对脱色的影响
将提油后的废白土焙烧60min。加人固液比为1:2的硫酸,温度为94℃,改变硫酸浓度对白土进行酸化,酸化时间150min。经酸化后的白土水洗至pH4—5。干燥后对油脂进行脱色实验。硫酸的浓度对油脂脱色的影响,见图4。
由图4可见,在白土酸化时,随着硫酸浓度的增加,脱色率逐渐增大,到7%时,又开始下降,这是因为硫酸的浓度过高,使蒙脱石中的Al3溶出过多,层状骨架被破坏,比表面积缩小,使再生白土的脱色力下降l。所以选择硫酸的浓度为7%,此时油脂色泽也是最低的。
2.4 水洗时pH对油脂脱色的影响
废白土经7%的硫酸酸化后,还要进行水洗,加人白土量5—6倍的水,进行搅拌,离tL,后,测定pH。pH对油脂脱色的影响,见图5。
由图5可见,水洗至pH4.5时油脂的脱色率最高达98.2%,色泽最低,说明了此时再生白土的活性最大。这主要是因为随着pH增大,活性白土交换阳离子的去除量增加,比表面积增大,游离酸含量降低,使脱色率增大。但如果pH继续增大,离子交换平衡被破坏,使脱色力下降,所以选择水洗至pH4.5。
2.5 再生白土与新白土的脱色比较
再生白土与新白土的脱色比较,见表2。
由表2可以看出,再生白土和新白土对3种不同的油进行脱色实验后,油脂的色泽相差不大,说明用再生白土作为吸附剂是可行的。
3 结论
(1)经过实验发现,对吸附脱色后的废白土进行再生的方法是可行的。
(2)在废白土的萃取过程中,白土的残油率越低,经再生后白土的活性越高,效果越好。将去油的废白土进行再生,焙烧时间选择60min左右,酸化的硫酸浓度为7%,水洗至pH4.5,此时脱色率最好。
(3)从经济效益进行分析,由于含油废白土是一种工业废渣,因此本研究中原料成本可以不计,这就降低了产品的生产成本。更重要的是,废白土中油脂的回收及废白土的再生不但在环境保护和三废治理中有较好的社会效益,同时也具有一定的经济效益。
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