冷轧钢工艺废油脂资源化利用

发布时间：2020-06-27 09:07

【摘要】：冷轧钢工艺废油脂是冷轧过程中产生的一种炼钢副产品,是水、植物油、石油、泥沙、金属及金属的氧化物、表面活性剂等的混合物。据不完全统计,我国每年产生的冷轧钢工艺废油脂超过十万吨。因为金属与油的含量较高,所以这些工业二次资源能否利用好,是非常重要的。否则,这些废油脂作为危险废物,其大量堆存不仅占据料场、污染环境、还将影响冷轧钢企业的扩大再生产。因此,冷轧钢废油脂的减量化、无害化以及资源化利用迫在眉睫。本课题探究了萃取和热化学法中各种因素对油相回收率的影响。在温度为60℃、m_(乙酸乙酯):m_(废油脂)=2:1、浓硫酸的质量分数为3 wt%的条件下萃取2 h后,在5000 r/min的离心转速下再离心分离40 min。经过三次萃取后,油相的回收率分别为88.07 wt%、8.61 wt%和1.54 wt%,油相的总回收率达98 wt%以上,取得了较好的分离效果。经过萃取和热化学法处理后,油相灰分含量为0.083%,而且其中各种金属离子的含量都比较低,说明油品的精制程度较高。本课题将分离出的油相用来制备复合表面活性剂。称量约93.90 g油相,当温度为80℃、NaOH的质量分数为12 wt%、磺化剂NaHSO_3的质量分数为14 wt%、反应时间为6 h,所得复合表面活性剂的产率为95.51 wt%。所得复合表面活性剂的主要成分为软脂酸钠、磺化硬脂酸钠和十四酸钠等,软脂酸钠、磺化硬脂酸钠和十四酸钠的HLB值分别为18.98、29.03和19.93,HLB值均大于15,是良好的增溶剂。经过自制复合表面活性剂处理之后的PE/MH复合材料的综合性能得到了大大的提高,复合材料的力学性能、阻燃性能以及流变性能(熔体流动速率、螺纹圈分析、转矩流变分析)均优于工业上常用表面处理剂(硅烷偶联剂KH-550)处理的复合材料的这些性能。选择表4-3中6#为实验的配方,当复合表面活性剂的质量分数为1.8 wt%时,拉伸强度为47.64 MPa、冲击强度为11.65 MPa。复合材料的第一次有焰燃烧时间为3.2 s,LOI为31.8%,阻燃性能较好。复合材料的熔体流动速率为26.1 g/10min,复合材料在8 MPa下流动484 mm、在10 MPa下流动591 mm、在12 MPa下流动656 mm,流变性能较好。而且经过自制复合表面活性剂处理之后,无机填料在树脂基体中的分散性更好,大大提高了复合材料的实用性能。
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X757
【图文】：

电镜图,阻燃复合材料,电镜

与树脂 PE 的结合部位，相界面模糊，基本达到了均相的状态，复合材料的性能大大提高。当向 PE 中加入填料时，PE 线形大分子的连续结构遭到了破坏，破坏了 PE结构的规整性，PE/MH 复合材料中出现了非常明显的团聚现象。并且，两相界面出现了许多空隙，相界面非常明显，尤其是无机填料与树脂 PE 的结合部位，产生了相分离。而表面处理剂分子结构具有两亲性，在其对 MH 进行表面处理时，极性基团与 MH 表面的羰基紧密结合，而有机长链则包覆在 MH 粉体的外侧，增强了无机填料表面的亲有机性能。当经过复合表面活性剂的处理之后，改性 MH粉体在与 PE 进行混合时，无机填料与有机高分子材料的界面性能得到改善，聚合物与无机填料之间的分散性能也得到了提高，树脂基体能够对无机填料进行更好的包覆作用。由于复合表面活性剂是由软脂酸钠、磺化硬脂酸钠和十四酸钠等复合制备而成的，有较多的极性基团。而且，有机链长度大于 KH-550 的有机链的长度，因此，对 MH 的表面包覆效果更好，对 MH 粉体的改性效率会大大提高，使 MH 在 PE 中具有更好的分散性，符合前面力学性能以及流变性能的测试结果。

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