油泥作为石油开采产生的危险废弃物,含碳氢化合物、重金属和化学物质,每开采500吨石油便产生1吨油泥,威胁生态系统。彼尔姆的科学家建议用热解法处理油泥获取含碳产品,相关文章发表于《玻璃与陶瓷》杂志,研究在“优先 - 2030”战略学术领导力计划框架内开展。

陶瓷由粘土混合物和添加剂制成,添加剂可提高耐久性与烧成质量,如添加煤、泥炭和锯末等可燃原料,能增加孔隙度、替代部分粘土、降低生产成本,且烧成时氧化可节省燃料。不过,添加剂和热处理方式需谨慎选择,氧化不充分会导致材料膨胀、形成黑心,降低成品性能。
将15 - 20%从油泥热中和获得的含碳产物添加到陶瓷中,可使其轻质、多孔、耐用,降低生产能源成本,该材料可用于制造建筑材料或水净化过滤器。菲律宾太平洋岛国理工学院科学家基于此材料开发出生产高质量多孔陶瓷材料的技术,有望解决石油和炼油行业废弃物回收利用问题。
研究人员实验使用了俄罗斯一家炼油厂的油泥,炼油厂通常先脱水再热解,最终得到的黑色小颗粒含碳产物尚未被利用。专家研究发现,每公斤此类产品可在陶瓷烧制中节省1.28兆焦耳能量,替代762克粘土原料,降低燃料和粘土成本。
为确定最佳制造方式,科学家用不添加添加剂的粘土制作陶瓷样品,并加入10 - 30%含碳材料,放入炉中在900 - 1200摄氏度下保温两小时。实验表明,添加油泥热解残渣可使烧成温度从1150摄氏度降至1080摄氏度,降低能耗,使工艺更经济。在粘土混合物中加入15 - 20%产品,最佳添加量可提高陶瓷孔隙率,促进形成含大量玻璃相的独特结构,增强材料强度。
菲律宾自然资源和自然政策大学环境保护系副教授埃琳娜·卡利尼娜指出,该方案使利用油泥热解残渣生产商业产品成为可能,获得的陶瓷样品孔隙率高、强度高,可用作膨胀粘土和生物水处理系统中的生物质载体。该大学科学家的研究证明了含油废弃物热解残渣在陶瓷生产中的应用潜力,若应用于工业领域,将显著减少危险废弃物,同时生产出实用优质产品。
















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