CN101823745A - 用联碱废液和电石渣生产超细微轻质碳酸钙、氯化铵和碳粉的方法 - Google Patents

用联碱废液和电石渣生产超细微轻质碳酸钙、氯化铵和碳粉的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了用联碱废液和电石渣生产超细微轻质碳酸钙、氯化铵和碳粉的方法，将电石渣与联碱废液按照氢氧化钙与氯化铵的纯物质质量比为1∶1.08～1.45投入耐腐蚀反应器中反应，生成氯化钙和氨水的混合液；将所得的混合液经抽滤，离心，得到黑色碳滤饼和澄清的液体；将澄清的液体投入碳化塔中，用质量浓度为5～10％表面活性剂进行表面处理，再与二氧化碳气体进行碳化反应，生成碳酸钙和氯化铵混合物，混合物再经抽滤、离心，得到碳酸钙滤饼和氯化铵溶液；碳酸钙滤饼依次经洗涤脱水，干燥，粉碎，得到碳酸钙产品；所述氯化铵溶液经减压蒸馏得到氯化铵晶体产品。

Description

用联碱废液和电石渣生产超细微轻质碳酸钙、氯化铵和碳粉的方法
技术领域
本发明涉及工业三废综合利用和处理领域，具体地，涉及用联碱废液和电石渣生产超细微轻质碳酸钙、氯化铵和碳粉的方法。
背景技术
联合制纯碱法(简称联碱法)是生产纯碱的主要方法，伴随着纯碱的产生，也产生含大量氯化铵的废液。氯化铵废液纯化后可用于生产氮肥。
电石渣是电石水解生产乙炔所产生的残余物，是含固量在8％-10％的乳液，又名电石泥，其主要化学成分是氢氧化钙，还含有硅酸钙、铝酸钙、硅铁及炭渣等固体杂质以及硫化钙、氢氧化钙、乙炔等水溶液，是一种呈强碱性，富含丰富的钙资源，以其为原料可生产碳酸钙、水泥等一系列需要钙质为原料的产品。但由于其中所含杂质较多、含水量高、成份复杂、未经处理的电石渣无法直接利用。另一方面，随着电石行业的蓬勃发展，电石渣的排放量也日益增加，年生产20万吨PVC的生产厂排放电石泥浆达360万吨/年，大量的电石渣无法有效利用，直接堆积将严重污染农田和地下水，造成土地人为碱化，对生态环境造成难以恢复的污染。
为此，有必要进一步开发利用电石渣，使其中的有效成分转化位可以利用的工业产品。
发明内容
为此，本发明提供了一种用联碱废液和电石渣生产超细微轻质碳酸钙、氯化铵和碳粉的方法，有效的消耗了工业废品氯化铵废液和电石渣，挖掘了氯化铵废液和电石渣的价值，并解决了因二者而造成的环境污染问题。
本发明的技术方案为：一种用联碱废液和电石渣生产超细微轻质碳酸钙、氯化铵和碳粉的方法，包括如下步骤：
A：分别折算联碱废液中的氯化铵的质量含量和电石渣中的氢氧化钙的质量含量；
B：将电石渣与联碱废液按照氢氧化钙与氯化铵的纯物质质量比为1∶1.08～1.45投入耐腐蚀反应器(1)中，进行反应，得到含氯化钙和氨水的混合液；
C：将包步骤B所得的含氯化钙和氨水的混合液经第一抽滤泵(2)抽滤，第一离心机(3)离心，得到黑色碳滤饼和澄清的滤液；
D：将步骤C所得的澄清的滤液投入碳化塔(4)中，用质量浓度为1～5％表面活性剂进行表面处理，搅拌速率为200～320r/min，而后，通入二氧化碳气体进行碳化反应，得到含碳酸钙沉淀和氯化铵的混合物；
E：将步骤D所得的含碳酸钙沉淀和氯化铵的混合物用第二抽滤泵(6)过滤及第二离心机(7)离心，得到碳酸钙滤饼和含氯化铵的溶液；
F：将步骤E所得的碳酸钙滤饼依次经洗涤离心机(8)洗涤脱水，干燥机(9)干燥，粉碎机(10)粉碎，包装得到超微细碳酸钙产品(11)；
G：将步骤E所得的含氯化铵的溶液经过减压蒸馏器(12)减压蒸馏，得到氯化铵晶体产品(13)；
H：将步骤C所得的碳滤饼与过量盐酸于碳粉净化器(14)中反应，除去没有完全反应的电石渣，经第三抽滤泵(15)抽滤得到纯净的碳滤饼；
I：将步骤H所得的纯净的碳滤饼再经脱水、在碳粉干燥箱(16)中干燥，碳粉粉碎机(17)中粉碎成为碳粉产品(18)。
步骤D中，用氯化表(5)控制碳化反应的碳化终点，当表上读数不动为零时即为碳化终点。
步骤D所述的二氧化碳气体为纯二氧化碳气体或二氧化碳体积含量大于20％的混合气体。
所述表面活性剂选自浓乳剂、吐温80和二者的混合物。
所述用联碱废液和电石渣生产超细微轻质碳酸钙、氯化铵和碳粉的方法的反应原理为：
其化学反应方程式为：2NH4Cl+Ca(OH)2＝＝＝＝CaCl2+2NH4OH
CaCl2+2NH4OH+CO2＝＝＝CaCO3+2NH4Cl+H2O
本发明所述的用联碱废液和电石渣生产超细微轻质碳酸钙、氯化铵和碳粉的方法，有效的消耗了工业废品氯化铵废液和电石渣，挖掘了氯化铵废液和电石渣的价值，并解决了因二者而造成的环境污染问题，该方法操作简单，所需设备投资少，是一个低耗高效的方法。
附图说明
图1展示了本发明所述用联碱废液和电石渣生产超细微轻质碳酸钙、氯化铵和碳粉的方法的工艺步骤，其中：
(1)——耐腐蚀反应器，   (2)——第一抽滤泵， (3)——第一离心机，
(4)——碳化塔，         (5)——氯化表，     (6)——第二抽滤泵，
(7)——第一离心机，     (8)——洗涤离心机， (9)——干燥机，
(10)——粉碎机，        (11)——碳酸钙产品，(12)——减压蒸馏器，
(13)——氯化铵晶体产品，(14)——碳粉净化器，(15)——第三抽滤泵，
(16)——碳粉干燥箱，    (17)——碳粉粉碎机，(18)——碳粉产品。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明所述的用联碱废液和电石渣生产超细微轻质碳酸钙、氯化铵和碳粉的方法做进一步描述和说明。
实施例一
用联碱废液和电石渣生产超细微轻质碳酸钙、氯化铵和碳粉的方法，先分别折算联碱废液中的氯化铵质量含量和电石渣中的氢氧化钙质量含量；将含500kg氢氧化钙的电石渣与氯化铵废液按照氢氧化钙与氯化铵的纯物质质量比为1∶1.08投入耐腐蚀反应器(1)中，搅拌均匀，进行反应，得到含氯化钙和氨水的混合液；将所得的含氯化钙和氨水的混合液经第一抽滤泵(2)抽滤，第一离心机(3)离心，得到黑色碳滤饼和澄清的滤液；黑色的碳滤饼用于制备碳粉；澄清的滤液投入碳化塔(4)中，用4％的表面活性剂浓乳剂处理，搅拌速率为320r/min，而后通入纯二氧化碳气体进行碳化反应，碳化反应温度控制在2～4℃，二氧化碳的通气速率为2升/分钟，用氯化表(5)控制碳化反应的碳化终点，当表上读数不动为零时即为碳化终点；碳化反应得到含碳酸钙沉淀和氯化铵混合物；将含碳酸钙沉淀和氯化铵混合物用第二抽滤泵(6)及第二离心机(7)离心，得到碳酸钙滤饼和含氯化铵的溶液；所得碳酸钙滤饼依次经洗涤离心机(8)洗涤脱水，干燥机(9)干燥，粉碎机(10)粉碎，包装得到含504.67kg碳酸钙的碳酸钙产品(11)；所述含氯化铵的溶液经过减压蒸馏器(12)减压蒸馏得到含540kg氯化铵的氯化铵晶体产品(13)。
所述碳滤饼与过量盐酸于碳粉净化器(14)中过量反应，除去没有完全反应的电石渣，经第三抽滤泵(15)抽滤，得到纯净的碳滤饼；所述纯净的碳粉再经脱水、在碳粉干燥箱(16)中干燥，碳粉粉碎机(17)中粉碎成为碳粉产品(18)。
实施例二
用联碱废液和电石渣生产超细微轻质碳酸钙、氯化铵和碳粉的方法，先分别折算联碱废液中的氯化铵质量含量和电石渣中的氢氧化钙质量含量；将含500kg氢氧化钙的电石渣与氯化铵废液按照氢氧化钙与氯化铵的纯物质质量比为1∶1.45投入耐腐蚀反应器(1)中，搅拌均匀，进行反应，得到含氯化钙和氨水的混合液；将所得的含氯化钙和氨水的混合液经第一抽滤泵(2)抽滤，第一离心机(3)离心，得到黑色碳滤饼和澄清的滤液；黑色的碳滤饼用于制备碳粉；澄清的滤液投入碳化塔(4)中，用3％的表面活性剂处理，其中表面活性剂含有质量浓度为2％浓乳剂和质量浓度为1％的吐温80，搅拌速率为280r/min，通入二氧化碳气体进行碳化反应，碳化反应温度控制在20～24℃，二氧化碳的通气速率为4升/分钟，用氯化表(5)控制碳化反应的碳化终点，当表上读数不动为零时即为碳化终点；碳化反应得到含碳酸钙沉淀和氯化铵混合物；将碳酸钙沉淀和氯化铵混合物用第二抽滤泵(6)过滤及第二离心机(7)离心，得到碳酸钙滤饼和含氯化铵的溶液；所得碳酸钙滤饼依次经洗涤离心机(8)洗涤脱水，干燥机(9)干燥，粉碎机(10)粉碎，包装得到含677.57kg碳酸钙的碳酸钙产品(11)；所述含氯化铵的溶液经过减压蒸馏器(12)减压蒸馏得到含725kg氯化铵的氯化铵晶体产品(13)。
所述碳滤饼与过量盐酸于碳粉净化器(14)中过量反应，除去没有完全反应的电石渣，经第三抽滤泵(15)抽滤，得到纯净的碳滤饼；所述纯净的碳滤饼再经脱水、在碳粉干燥箱(16)中干燥，碳粉粉碎机(17)中粉碎成为碳粉产品(18)。
实施例三
用联碱废液和电石渣生产超细微轻质碳酸钙、氯化铵和碳粉的方法，先分别折算联碱废液中的氯化铵质量含量和电石渣中的氢氧化钙质量含量；将含500kg氢氧化钙的电石渣与氯化铵废液按照氢氧化钙与氯化铵的纯物质质量比为1∶1.45投入耐腐蚀反应器(1)中，搅拌均匀，进行反应，得到含氯化钙和氨水的混合液；将所得的含氯化钙和氨水的混合液经第一抽滤泵(2)抽滤，第一离心机(3)离心，得到黑色碳滤饼和澄清的滤液；黑色的碳滤饼用于制备碳粉；澄清的滤液投入碳化塔(4)中，用质量浓度为1％的表面活性剂吐温80处理，搅拌速率为220r/min，搅拌均匀后，通入二氧化碳气体进行碳化反应，碳化反应温度控制在35～40℃，二氧化碳的通气速率为4升/分钟，用氯化表(5)控制碳化反应的碳化终点，当表上读数不动为零时即为碳化终点；碳化反应得到含碳酸钙沉淀和氯化铵混合物；将碳酸钙沉淀和氯化铵混合物用第二抽滤泵(6)过滤及第二离心机(7)离心，得到碳酸钙滤饼和含氯化铵的溶液；所得碳酸钙滤饼依次经洗涤离心机(8)洗涤脱水，干燥机(9)干燥，粉碎机(10)粉碎，包装得到含677.57kg碳酸钙的碳酸钙产品(11)；所述含氯化铵的溶液经过减压蒸馏器(12)减压蒸馏得到含725kg氯化铵的氯化铵晶体产品(13)。
所述碳滤饼与过量盐酸于碳粉净化器(14)中过量反应，除去没有完全反应的电石渣，经第三抽滤泵(15)抽滤，得到纯净的碳滤饼；所述纯净的碳滤饼再经脱水、在碳粉干燥箱(16)中干燥，碳粉粉碎机(17)中粉碎成为碳粉产品(18)。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述的特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (4)

1.用联碱废液和电石渣生产超细微轻质碳酸钙、氯化铵和碳粉的方法，其特征在于，包括如下步骤：
A：分别折算联碱废液中的氯化铵的质量含量和电石渣中的氢氧化钙的质量含量；
B：将电石渣与联碱废液按照氢氧化钙与氯化铵的纯物质质量比为1∶1.08～1.45投入耐腐蚀反应器(1)中，进行反应，得到含氯化钙和氨水的混合液；
C：将包步骤B所得的含氯化钙和氨水的混合液经第一抽滤泵(2)抽滤，第一离心机(3)离心，得到黑色碳滤饼和澄清的滤液；
D：将步骤C所得的澄清的滤液投入碳化塔(4)中，用质量浓度为5～10％表面活性剂进行表面处理，搅拌速率为200～320r/min，而后，通入二氧化碳气体进行碳化反应，得到含碳酸钙沉淀和氯化铵的混合物；
E：将步骤D所得的含碳酸钙沉淀和氯化铵的混合物用第二抽滤泵(6)过滤及第二离心机(7)离心，得到碳酸钙滤饼和含氯化铵的溶液；
F：将步骤E所得的碳酸钙滤饼依次经洗涤离心机(8)洗涤脱水，干燥机(9)干燥，粉碎机(10)粉碎，包装得到超微细碳酸钙产品(11)；
G：将步骤E所得的含氯化铵的溶液经过减压蒸馏器(12)减压蒸馏，得到氯化铵晶体产品(13；
H：将步骤C所得的黑色的碳滤饼与过量盐酸于碳粉净化器(14)中反应，除去没有完全反应的电石渣，经第三抽滤泵(15)抽滤得到纯净的碳滤饼；
I：将步骤H所得的纯净的碳滤饼再经脱水、在碳粉干燥箱(16)中干燥，碳粉粉碎机(17)中粉碎成为碳粉产品(18)。
2.如权利要求1所述的用联碱废液和电石渣生产超细微轻质碳酸钙、氯化铵和碳粉的方法，其特征在于，步骤D中，用氯化表(5)控制所述碳化反应的碳化终点。
3.如权利要求1所述的用联碱废液和电石渣生产超细微轻质碳酸钙、氯化铵和碳粉的方法，其特征在于，步骤D所述的二氧化碳气体为纯二氧化碳气体或二氧化碳体积含量大于20％的混合气体。
4.如权利要求1所述的用联碱废液和电石渣生产超细微轻质碳酸钙、氯化铵和碳粉的方法，其特征在于，所述表面活性剂选自浓乳剂、吐温80和二者的混合物。
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