含铬革屑资源综合利用进展

1 前言

我国是公认的制革大国，每年大约有140万吨的制革固体废料[1]的生成，其中含铬的废料就超过了30 万吨，主要制革国家的皮革废料产量如表1 所示。根据研究表明，制革的原料皮大约只有80%能成为具有使用价值的成革，而其中超过60%的皮革废弃物则被直接丢弃[2]。这些皮革废料含有大量的蛋白质，如不利用，不仅浪费资源而且还污染环境，因此如何有效合理的利用这些资源是制革从业者重点研究对象之一。（如表1 各国每年皮革废弃物的产量[3]。）

皮革废弃物主要来自准备和鞣制两个阶段，而鞣制阶段的废液和污泥中的主要是成分生皮通过水解作用后产生的氨基酸和蛋白质[4-6]。因此，根据废革屑的水解产物的物理化学特性，本文从含铬革屑的直接应用，工业制革，动物饲料，医药、食品、化妆品上，油田，造纸，生产肥料七个方面，对废革屑资源的应用进行了综述分析。含铬废革屑变废为宝，不仅可以分利用资源而且还同时保护了环境

2 含铬革屑的综合利用

2.1 含铬革屑的直接应用

含铬革屑可用于生产无纺布，根据含铬革屑的纤维特性进行适当的化学处理后，采用机械方法使纤维松弛并回收，便可将其作为无纺布的原料[7]。经过浸泡和打浆后的含铬革屑可得到铬革纤维，然后与粘合剂重新粘连，经过化学交联作用形成再生皮革。当纤维与粘合剂的比例适当时，所生产的再生革不仅结实耐用，而且具有良好的韧性和延伸性。刘丽莉等人[8]将含铬革屑粉碎，溶解在溶剂中，通过化学交联反应和化学整饰干燥后合成了一种新皮革，这种皮革具有良好的天然性。

许多污水含有重金属和染料，然而也出现了许多处理方法，吸附就一种简单有效的方法，而废革屑可以作为吸附材料。由于多数织物都是使用阴离子型的染料，故而污水中的大多数染料不仅毒性大而且难以生物降解[9]。廖学品等人[10-12]研究了铬革屑的吸附性能力，结果表明：含铬废革屑对酸性染料以及直接染料都具有很强的吸附能力，相对而言，对碱性染料的吸附能力就显的弱得多。OLIVEIRA 等人[13]利用废革屑来吸附水中的阴离子染料和亚甲基蓝染料。结果发现经过结合吸附和氧化程序后能够大大地除去亚甲基蓝染料。

2.2 含铬革屑在工业制革方面的应用

2.2.1 在鞣制中的应用

含铬革屑通过水解后得到胶原蛋白，并将其改性制备蛋白鞣剂重新用于皮革制造中，这不仅环保又使铬革屑得到了充分利用。

王坤余等人[14-15]利用碱法和酶法从含铬革屑提取胶原蛋白后，剩下的铬泥经过处理制备含铬主鞣剂，研究结果表明：这种铬鞣剂具有良好的鞣制性能，即便用少量的鞣剂，皮革也能达到很高的收缩温度，由于鞣剂能够渗透均匀，所以制得的蓝湿革性能优良。王鸿儒[16]等人从铬革屑中提取胶原蛋白，并使用乙醛酸对胶原蛋白进行改性，得到强阴离子型的可生物降解助鞣剂。这种助鞣剂可以用来铬鞣或铬复鞣，使用这种助鞣剂能够促进铬的吸收，因此可以使成革的收缩温度增加，同时废液中铬的含量降低了，污染也就减少了。

2.2.2 在涂饰方面的应用

通过铬革屑水解产生胶原蛋白，经过化学改性可以制备蛋白类皮革涂饰剂，不仅铬革屑能成为蛋白类涂饰剂的原料，同时也回收了废革屑，减少环境污染。由于蛋白类涂饰材料与皮革相容性好，因此涂饰剂与皮革粘着牢固，光泽好，手感自然，而且蛋白类涂饰剂耐有机溶剂，卫生性能好，所以利用铬革屑制备蛋白类涂饰剂具有一定的很好的实际价值。

穆畅道等人[17]从铬革屑中提取明胶，使用双官能团单体对明胶进行改性，并使用乳液聚合的方法，制备出了新型蛋白类皮革涂饰剂。此类蛋白类涂饰剂不仅粘结力强，柔韧性好，真皮感强，而且具有良好的耐湿擦性，可以用来生产高档皮革。

2.2.3 在加脂方面的应用

铬革屑水解后提取的胶原蛋白具有很好的亲水性，如果在胶原蛋白上接上适当比例的亲油材料便可制成既亲水又亲油的材料，由于油脂和多肽都是天然材料，所以制得物质通常具有良好的生物降解性。

等人[18]直接将水解的胶原与加脂剂按适当比例混合进行对坯革进行加脂，结果发现多肽具有润滑的作用，能够防止纤维粘接，从而使皮革的粒面更加细致美观。

2.3 含铬革屑在动物饲料中的应用

中国畜牧业需要大量的蛋白质饲料，通过降低蛋白质原料成本，开发新型蛋白质饲料显得相当中重要，因此可以将无铬革屑水解成蛋白质为原料制备新型动物饲料。在饲料工业中鱼粉是主要蛋白质来源，然而鱼粉的供应远远不足[19]。由于废革屑的主要成分是蛋白质，因此可以使用化学方法先将废革屑进行脱铬和水解，从而使皮革蛋白粉中的铬含量达到标准，然后经过后工序的处理得到动物饲料。马建军等人[20]以含铬革屑为原料，采用碱脱铬的方法提取蛋白粉，然后与黄酒糟按适当比例混合研制出蛋白含量较高的动物饲料。废革屑中的蛋白成分有弹性蛋白和胶原蛋白，和鱼粉中的氨基酸含量非常相似，只是缺少了组氨酸和蛋氨酸。若将缺少的蛋氨酸和组氨酸适量添加，经过处理的废革屑就可以成为理想的动物饲料原料来源，从而降低动物饲料的成本和填补国内鱼粉的缺口。

文章来源：《造纸科学与技术》 网址: http://www.zzkxyjs.cn/qikandaodu/2021/0207/348.html