白土论文

第1章绪论1.1活性白土与废白土从浸出或压榨工序由植物油料或润滑油料中提取的油脂即毛油，含有不宜食用（或工业用）的某些杂质。

毛油中杂质的存在，不仅影响油脂的食用（或工业）价值和安全贮藏，而且给深加工带来困难。

所以毛油要经历脱胶、碱处理、脱色、脱臭等一系列的精练过程，将不需要的和有害的杂质从油脂中出去，得到符合一定质量标准的成品油。

其中油脂脱色的方法很多，目前在工业生产中使用最广泛的是吸附脱色法，常用天然白土、活性白土和活性碳作为吸附剂，其中活性白土在脱色效率和经济因素方面远比另外两种吸附剂好，所以工厂在精练油脂的过程中一般用活性白土对油脂脱色。

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[1]。

活性白土是用粘土(主要是膨润土)为原料，经无机酸化处理，再经水漂洗、干燥制成的吸附剂。

它是一种具有微孔网络结构、比表面积很大的白色或灰白色粉末，其比表面积为200㎡/g~400㎡/g，具有很强的吸附性，能吸附有色物质、有机物质等。

这是由于膨润土酸化处理后其中杂质的溶出和离子交换形成孔道的结果。

目前活性白土广泛用于石油的精练，润滑油和动植物油的脱色及绝缘油的净化等；是生产化妆品、医药、涂料的原料；颗粒状的活性白土还可以做芳烃重整、异构化、歧化的催化剂[2-6]，它在空气中易吸潮，放置过久会降低吸附性能。

但是，加热至300摄氏度以上便开始失去结晶水，是结构发生变化，影响褪色效果。

活性白土不溶于水、有机溶剂和各种油类中，几乎完全溶于热烧碱和盐酸中，相对密度 2.3~2.5，在水及油中膨润极小[7]。

在加热情况下能吸附除去油中的色素及其他杂质（蛋白质、粘液、树脂类及肥皂等）[8]。

要注意的是由于产地不同，即使是同一产地内而出产部位不同，它的外观、化学成份、性质、性能等存在非常大的差异[9]。

废白土是油脂加工厂的一种副产品。

活性白土对油脂进行脱色后失去了活性，不能再作吸附剂而成为废白土。

废白土外观呈泥土状，色黑带有溶剂气味[10]。

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[11]。

脱色后油与白土的分离方法一般为压滤法，这样所得白土滤饼即使经惰性气体挤压和热水洗涤处理后，还含有一定量的油脂。

由于工艺条件和设备能力不同，压滤后废白土中含油量也不同，脱色后的废白土中一般吸附有20%~50%的油脂。

历年来大部分油厂的脱色废白土直接与煤混合用做燃料，或直接作为废物掩埋丢弃，未得到充分合理的开发循环利用，这不仅浪费了资源，而且对环境造成污染，不符合当今的可持续发展战略。

据专家研究估计，在美国以此方式而损失的油料每年就有110687t左右[12]。

当废白土中所含油份为高不饱和油时，废白土与空气接触还容易发生自燃，引起火险[13]。

废白土的各种成分都应该作为有用物质，含油废白土具有约8400kJ/kg~12600kJ/kg的燃烧热值[12]。

所以，丢弃或填埋废白土是一种浪费资源和污染环境的不合理处理方法。

虽然，随着人们环保意识的增强以及研究技术的提高，不断开发出新的降低白土用量的工艺，但目前每年仍有大量的脱色废白土需要处理。

若废白土都能得到充分利用，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[14]。

1.2国内外废白土处理利用现状废白土的处理利用总体思路大体可分为两大方向：将废白土及所含油分分离开来分别加以利用:将废白土及所含油分不加分离同时回收利用。

以下对已有的综合利用废白土的方法加以简要介绍。

1.2.1将废白土及所含油分分离开来分别加以利用(1)从废白土中提取油脂废白土中含有相当大量的油，从废白土中回收油脂是有积极意义的，回收的方法主要有以下几种。

压榨法生产中脱色白土都经过0.3~0.7MPa压滤处理（板框过滤或叶片过滤)，专用的液压榨油机其压力可达28~30MPa。

所以，从理论上来讲，采用液压榨油机是可从脱色废白土中进一步榨取一部分油脂，具体效果由原料的情况所决定。

利用压榨法处理较新鲜的脱色废白土(指经脱色处理后存放于40h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，当原料脱色废白土含油量低于一定数值时，出油率明显降低。

经压榨后废白土中的残油量始终保持在15％~19％之间，因油品种不同而有所差异。

由于脱色白土是一种硅铝酸盐化合物，对脂溶性物质具有较强吸附能力，故在一定的压力条件下是很难将脱色废白土中残油提净。

所以，如果采用压榨法，当脱色废白土含油率在20％时，其回收率较低[15][16]。

水剂法将废白土装在有直接蒸汽管的敞口锅中，加入15%~30%的热水，开启直接蒸汽煮沸，加 1.5%的碳酸纳煮沸30~40min，在煮沸过程中加入10%的食盐水持续一段时间，然后静置沉淀，摄取上层油脂，这种方法简便易行，成本低，可降低废白土中残油，但回收的油质量较差，只能作工业用油[17]。

魏安池等[18]人通过实验研究了水剂法从废白土中回收油脂时，油脂回收率可达80％以上，且所得油脂的品质与脱色前的油脂品质接近。

表面活性剂法利用表面活性剂亲水、亲油双重特性，选择合适的亲水、亲油平衡值(HLB)，使亲油基能很好的溶入油脂中，亲水基又能在水中有较大的溶解性，同时使油脂界面张力降低产生自发乳化，在加热和搅拌作用下，使油脂从废白土表面及小孔中脱附出来进入水相，生成不稳定的O/W乳状液，然后用热水洗涤废白土，将洗涤液和乳状液混合，伴随慢慢搅动，使乳状液自然破乳化，释放出油脂，将洗涤后的废白土再生活化或综合利用。

王万森等[19]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。

废白土与一定量的水混合，加热到95℃慢速搅拌，加热20min后，加入1.5%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，油脂回收率可达96%。

莫娅南等[20]人采用复合表面活性剂对废白土中的油分进行回收，当选用的阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的质量比为4:1时，油分回收率可达到88.82%，回收后的油分色泽浅，品质好。

碱液萃取法这是一种早已存在的方法，所使用的水溶液有两种，一种是使用纯碱及盐，将水溶液及废白土配成泥浆，其组成为水(60%~70%)、NaCl(2%~3%)、Na2CO3(3%~10%)及废白土(25%~40%)；另一方式是使用烧碱，将废白土配成m(白土):m(水)=1:2，其中含有相对于白土质量1.5%~2.5%的浓烧碱。

将上述废白土泥浆煮沸后，使油分分离而上浮所得的残油为深棕色，只适于工业用油。

当油提取后，白土泥浆经离心机处理得固体状白土，仅含5%的油分，为淡灰色，几乎无臭味，且不会自燃。

此法虽简单方便，但仍有废水及湿白土处理问题。

其废水中含有大量的有机物而导致高COD值，以及含有大量为破坏乳化及加速油水分离的盐类，增加废水处理的困难和负荷，造成二次污染[12]。

单独浸出提油法主要是选用溶剂从废白土中浸出油脂。

将废白土放置在一种连续浸出的单独提油设备三相分离塔中，用正己烷进行浸出，然后用热水分离溶剂。

该法工艺先进，而且全部过程自动化，所分离回收的油脂质量好。

杜文书等[21]人利用自行设计制造的专业提油设备，在传统的罐式浸出器结构上进行了改造，去掉了假底，变传统的下层渗透取油为上层撇油；在罐体上增加了加热夹套，以保证浸出温度和蒸粕效果；增设了变频搅拌器，以促使废白土与溶剂充分接触，保证了萃取效果。

采用6＃溶剂浸出工艺回收废白土中的油脂。

工艺操作稳定，回收的油脂通过精练可达到国际1＃油标准，脱油后的废白土残油量小于5％。

混合浸出提油法将废白土加到预榨饼中一起浸出，这种方法比较简单，设备投资少，但在预榨饼中的添加量不能太多，否则会影响溶剂的渗透性，降低浸出效果。

另外由于回收油质量较差，不可避免地会降低浸出油的质量，浸后的油应立即进行精练。

罗天发等[22]人根据试验以及由此而设计的废白土回收油脂工艺的实际应用，将含油的废白土用刮板机送入搅拌罐中，加入一定的毛油，使白土与毛油充分混合，形成流态状，然后用杆泵送入料封绞龙中，使白土同预榨料胚一同送入浸出器。

表明了在实际生产当中，废白土回收油脂是可行的。

通常油厂均设有榨油和精炼车间，完全可能将精炼产生的废白土中残存的油脂提取出来，产生二次效益。

干法提油法蓝少群[23]用干法造粒技术提取废白土中油脂。

工艺步骤为：将原料废白土与粘结剂混合并造粒，原料与粘结剂按重量比为1:0.1~0.4；将造粒后的颗粒混合料在溶剂中浸泡，萃取出油脂和溶剂的混合油；将被萃取的油脂与溶剂混合油用蒸发器蒸发；收集经蒸发后的达标毛油。

其工艺简单，设备大幅减少，生产成本降低，产量高，安全可靠。

并且物尽其用，物流其所，在其投入产出、解决环境污染等方面都有很高的社会经济价值。

超临界CO2萃取法利用超临界CO2的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界CO2溶解能力的影响而进行的。

在超临界状态下，超临界流体具有很好的流动性和渗透性，将超临界CO2与废白土接触，使其将废白土中残留的油脂萃取出来。

然后借助减压、升温的方法使超临界CO2变成普通气体，被萃取的油脂则完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，所以在超临界CO2萃取过程是由萃取和分离组合而成的。

超临界CO2兼有气液两重性的特点，它既有与气体相当的高渗透能力和低的粘度，又兼有与液体相近的密度和对许多物质优良的溶解能力。

Jerry W.King等[24]人通过超临界CO2萃取法提取废白土中的残留油脂，并通过向废白土中添加了硅藻土分散剂提高了油脂的提取率，其提取率基本可达100%。

从废白土中回收油脂，不管用哪种方法，过滤完毕的废白土必须及时处理，否则油脂会迅速劣变。

(2)提取油脂后废白土的利用废白土经油回收处理后所得泥渣光滑细腻呈半流动状，若不加处理直接排放，又会污染环境。

目前提油后废白土的主要有以下几方面的利用：废白土的再生由于废白土吸附了油分及其他有机杂质，将此类有机物质去除，则可达到废白土再生的目的。

主要有以下两种方法：①湿法氧化再生法—该法是在高压反应釜中加入废白土，再加入水，进行搅拌，用真空泵排出釜中气体，加热至200℃，通入0.5MPa的氧气，保持搅拌速度为360 r/min~1080r/min，时间为20min，然后将再生的白土进行粉碎。

被吸附在废白土上的色素主要为类胡萝卜素等有机化合物在此过程中有机物完全分解。

不可氧化物和部分氧化物解吸后进入水相，使再生后的白土恢复吸附功能。

研究表明，利用湿法氧化法再生的废白土对花生油和棉籽油进行脱色，脱色率可达85%。