introductory

活性白土的分子間為層狀結構。比表面積很大，具有離子交換能力和選擇吸附性，能吸附色素等有機物，并具有催化性能。被廣泛應用于各種礦物油、油脂工業的動植物油、固體石蠟、脂肪酸、廢油再生，乙醇和苯等脫色精制。也可以用作葡萄酒和汁液的澄清，制糖工業的糖汁凈化。化學工業的催化劑載體，粉劑農藥的填料等。目前，國內活性白土的年產量達到40多萬t。已有生產廠60多家，是較大宗的無機化工產品。

活性白土的制造如果實現清潔生產，對于環境保護的意義重大。活性白土系由膨潤土經粉碎、酸活化、漂洗、分離、干燥、粉碎等工段加工而成。膨潤土是一種天然的具有吸附性能的物質，屬于粘土礦物中的蒙脫石，因含雜質較多，吸附力不高，故以硫酸使其活化。活化過程是使膨潤土與中等濃度的硫酸作用，使膨潤土中的某些陽離子，被H取代，膨潤土受到局部破壞，分離出鋁、鐵、鈣、鎂等氧化物，同時生成部分硅酸膠體，使之形成多孔性物質，增加比表面積，提高吸附性能。漂洗分離工段是將活化反應后的料漿中未反應的硫酸及相應的鹽類與活性白土細泥分離；再將活化后活性白土表面及孔隙中所含的游離硫酸、硫酸鹽類等物質漂洗干凈。并送至干燥粉碎工段。漂洗分離工段的效果直接決定產品的游離酸、脫色率、活性度等質量指標，漂洗分離工藝則影響生產的效率、投資的效益和成本。

由于活化反應后的活性白土細泥具有粘性強、吸水性好、有膨脹性的特點，使漂洗分離工段長期存在生產效率低、水耗高、污染難治理等缺點。針對活性白土的特點，我們設計廣西某廠1萬t／a活性白土項目時，決定采用新漂洗分離流程和Chamber Diaphragm Filter Press。至今該裝置已投產運行2年，結果證明新工藝流程達到設計效果，廂式隔膜壓濾機工作良好。與傳統工藝比較，在降低水耗能耗、降低設備投資、提高生產操作效率等方面有很大的進步。傳統漂洗分離工藝的主要流程傳統漂洗分離流程所示。傳統漂洗分離流程中活化料漿沉降分酸后，經加清水漂洗，然后自然沉降分層，放去上層的酸水，這三個步驟要反復循環6次產品的指標才能達到要求，再用料漿泵打至壓濾機過濾，出來的濾餅送到干燥工段。自然沉降過程需要的時間很長，漂洗池容積很大、數量眾多。結果是占地面積很大，生產效率低下，稀廢酸難以處理，并消耗大量的石灰，投資也較大2新漂洗分離工藝的主要流程針對傳統漂洗分離工藝中存在的問題，進行了改進。活化料漿經過三次壓濾、二次漂洗過程得到的合格濾餅送至干燥工段。用反應后的料漿直接壓濾，得到的濃廢酸回收再利用于活化，濾餅再加清水漂洗，壓濾后得到稀廢酸。

生產效率提高

漂洗的控制改進

分離濃廢酸、硫酸鹽類等漂洗分離工段中最難達到的指標是產品的游離酸含量。活性白土產品標準規定游離酸應小于0、2%。洗滌程度不足時，產品中的游離酸超過指標；洗滌過度時。游離酸指標可達到標準，但產品的活性度將下降。因為洗滌通常用的是硬水，適宜的洗滌，可將活化浸出的鈣、鎂等離子洗出；當洗滌過度時，活化在膨潤土晶格上的H則與硬水中發生交換，從而使活性度下降。我們測定了經活化后的料漿分別洗至各種不同的pH值時，產品的游離酸含量，如圖3所示。由圖3可知，當洗液的pH值小于3.6時，產品的游離酸不符合產品標準的要求；當pH值大于4時，會使產品的活性度下降。因此，在實際生產中以選擇洗液的pH值為3.8～4.0比較合適。活性白土的洗滌過程是一個脫附過程，酸在水和白土之問重新分配，遵守“分配定律”。當用一定量的水洗滌活性白土時，采用少量多次比多量少次效率高，但是生產的效率卻降低了。

為達到快速漂洗目的，我們設計從反應后的熱料漿中直接壓濾分離干凈未反應完全的濃酸，使物料中的總酸量降低，從而減少了漂洗的次數和漂洗的水量。隔膜壓濾機的濾餅濕含量可以達到34%；自然沉降的水含量達到200～300%，以200%計算。在相同的耗水量情況下，經2次漂洗(即3次分酸)后，同樣道理可以計算出采用板框壓濾機的效果。可見采用隔膜壓濾機較自然沉降和板框壓濾機的漂洗效率大大的提高了。新工藝采用2次漂洗，每次漂洗加水量按固液比計為1：6即可達到要求，每噸產品漂洗耗水13t左右。傳統漂洗中沉降分離濃酸，物料中總酸量還很高，人工操作也不穩定，使漂洗的次數達到6次，水量按固液比計為1：15，每t產品漂洗耗水100t。所以新工藝可同時保證游離酸和活性度兩個矛盾的產品指標，且操作簡單，流程短，水耗低。

用壓濾取代傳統的自然沉降現在采用的容積1.2m’廂式隔膜壓濾機在0.5MPa的壓力下過濾，用活化后的95℃料漿直接壓濾只需要13min，常溫料漿壓濾需要35rain，整個漂洗過程耗時約160min。傳統漂洗的每次自然沉降分層需要60min。反復漂洗6次。料漿壓濾需要60min，整個過程耗時約510min。

隔膜壓濾機取代Plate and frame filter press在新工藝中采用了廂式隔膜式壓濾機取代板框壓濾機。廂式隔膜壓濾機的特點是當濾餅充滿濾室后。由空壓機向隔膜板內送人壓縮空氣，使得板上的兩隔膜膨脹擠壓濾餅，擠出濾餅中的水分。最后，壓縮空氣再通過空氣管路向濾餅滲透，空氣透過濾餅，從而將濾餅孔隙中的水分帶走，降低了濾餅含水量。活性白土的漂洗料漿使用隔膜壓濾機進行固液分離，通過隔膜擠壓后，濾餅的濕含量可降低至37%一38%，再經過空氣吹除，濾餅的濕含量僅為30%一34%左右。傳統的漂洗工藝用板框壓濾機進行固液分離，濾餅的濕含量在45%一50%。相比，隔膜壓濾機出來的濾餅水含量降低10%以上。

能耗降低

生產能力同樣為l萬t／a，新漂洗工藝總裝機容量為265.5kW，相比傳統漂洗工藝總裝機容量為423kW。這樣新漂洗工藝的電耗僅為傳統漂洗工藝的63%。折合每年節約60萬度電。同時送到干燥工段的濾餅中含水量的降低也節省了干燥的熱能。折合每年約節約熱值4000大卡的煤588t。有利于環境保護新漂洗工藝中噸產品僅消耗水l3t，加上分離出來的濃廢酸約25t，可以全部由簡單的廢酸處理車間完成回收，排出的清水可用于再次洗滌或外排，不會產生污染。傳統的漂洗工藝中噸產品耗水100t，難以回收回用，外排時易造成液體中固體懸浮物和pH值超標。新工藝較傳統工藝減少了對環境的影響。

結論及展望

生產實踐證明，我們對傳統活性白土生產工藝中漂洗部分的改進，即改進漂洗的流程、采用隔膜壓濾機代替板框壓濾機進行固液分離是成功的，給企業帶來良好的經濟效益。活性白土的生產工藝應該由人工間歇操作向連續性更強、自動化程度更高的方向發展。大規模活性白土的生產工藝漂洗分離工段應向活化料漿濾餅的機上洗滌、濾餅的自動卸料、自動清洗濾布的方向發展，只需一臺設備就能完成過濾、洗滌、清潔等多個步驟。所謂機上洗滌是指將活化料漿過濾形成濾餅后，并不先將其卸下再用水漂洗，而是直接將清水用高壓水泵輸往壓濾機，使其均勻通過濾餅，置換濾餅中的母液，以達到有效的洗滌效果。這樣大大簡化活性白土生產的工藝流程。通過完成過濾面積0.1平方機上洗滌小試，試驗報告中表明活性白土機上洗滌完全可行。今后在十萬噸級規模的活性白土生產中必將采用連續性強、自動化程度高、更成熟可靠的漂洗分離工藝。