CN103060919A - 利用糖厂垢制备硫酸钙晶须的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用糖厂垢制备硫酸钙晶须的方法，采用稀盐酸加热酸化的方法溶解积垢，趁热过滤并冷却结晶。本发明的方法通过处理糖厂垢，可以将糖厂垢转化为优质的硫酸钙晶须，从而减少污染，节约生产成本。工艺中待晶须生长完全过滤洗涤，干燥后即可得到优质的硫酸钙晶须。本方法制备的产品纯度高，颜色白，不易团聚，同时可以解决糖厂积垢处理问题，制备简单，容易推广。

Description

利用糖厂垢制备硫酸钙晶须的方法

技术领域

本发明涉及一种制备硫酸钙晶须的方法，同时也可以用于耐腐蚀设备积垢的清洗。

技术背景

制糖业一直以来都是国家重要的产业。目前我国采用的制糖澄清法，主要有石灰法、亚硫酸法和碳酸法。由于亚硫酸法具有工艺和设备简单，糖汁澄清剂(石灰和硫磺)成本低廉等优点，一直被大多数甘蔗制糖糖厂所采用。但它的最主要缺点是糖汁含钙量和灰分高，用石灰做糖汁澄清剂，换热设备存在容易形成不同程度的结垢，使形成的结垢坚硬而难以清除。此外，有些糖厂采用蒸发的方法处理污水，制备磷肥和氮肥，但这会导致非常大量的糖垢产生，这些糖垢的处理成为困扰糖厂的重大难题。

传统的处理传热面污垢的方法是周期性利用酸、碱浸煮，使积垢疏松溶解，或用80～100 MPa 高压水射流清洗或用钢刷人工通刷。此类方法除垢效果不佳，同时产生大量的废水和固体垢块，处理这些废弃物又进一步增加了生产成本。

不论是采用石灰法、亚硫酸法或碳酸法澄清的糖厂，积垢的主要成分都是硫酸钙盐和硫酸盐，另外根据原料和工艺不同，还可能含有亚硫酸钙、硅酸钙、草酸钙、腐植酸、氨基酸及腊质等。其中硫酸钙是很好的工业原料，腐植酸、氨基酸等有机物可以用作肥料。传统清洗方法不仅没有利用这些有用成分，反而产生大量需要处理的废水，因此增加了除垢成本。

目前，不少糖厂为了响应节能减排号召，采用蒸发干燥制糖废水制备磷肥氮肥的方法处理制糖废水。由于制糖工艺中加入大量石灰及亚硫酸，该废水含有大量的硫酸钙、亚硫酸钙，这些钙盐会在蒸发干燥的过程中产生大量的垢沉积。由于日处理废水量可以达到几百吨，每天的成垢量可以按吨计算。这些垢含硫酸钙量很高，处理成本高且不能直接排放，成为令人头疼的工业废料。

硫酸钙晶须是硫酸钙纤维状单晶体，具有耐高温、抗化学腐蚀、易进行表面处理、绿色环保等优点，应用广泛。可用作材料增强组元，与传统的玻璃纤维、石棉等材料相比，生产成本低、性能优良，是一种优秀的绿色环保材料，市场需求量逐渐增大。

目前已经有不少利用含钙的工业废料生产硫酸钙晶须的报道。在公开号 CN101550585中公开了一种以铜、铅、铝、锡冶炼、有色金属二次资源循环利用和电镀废水中产生的可溶性钙离子水溶液为原料，以硫酸为钙沉淀剂，控制反应条件生产大长径比的二水硫酸钙晶须的方法。在公开号CN101092734中公开了一种硫酸钙晶须和磷酸的制备方法。需要添加含腐植酸和烷基磺酸钠的复合添加剂，使磷矿中钙和磷元素都得到了充分的利用。此外，还有很多利用工业副产品，如电石渣、海水制盐卤渣、柠檬酸渣、磷石膏等制备硫酸钙晶须的方法，由于糖垢本身组分上的特殊性，这些方法都不能直接应用于糖厂垢的处理。

发明内容

本发明目的在于提供一种有效的利用糖垢制备硫酸钙晶须的方法，为了实现本发明的目的，拟采用如下技术方案：

本发明一方面涉及一种利用糖垢制备硫酸钙晶须的方法，其包括如下步骤：

1、配置处理垢用的溶垢药剂：向浓度为5%～12%盐酸中加入重量百分比为0.2-0.4%的多用酸洗缓蚀剂LAN-826；

2、采用溶垢药剂浸泡糖垢，并加热煮沸3～10min得棕红色溶液；

3、趁热将所得溶液过滤，滤液加入少量硫酸及硫酸钙晶须作种子，自然冷却至室温，陈化0.5h以上；

4、所得晶体经过滤、洗涤和干燥滤渣，即得硫酸钙晶须。

在本发明的一个优选实施方式中，所述的糖垢为石灰法、亚硫酸法和/或碳酸法制糖澄清时所产生的糖垢。

在本发明的另一个优选实施方式中，所述的糖垢和溶垢药剂的重量体积比为5-12g：100ml。

在本发明的另一个优选实施方式中，所述的步骤4中的滤液通过加入碱中和然后排放。

在本发明的另一个优选实施方式中，所述的步骤4中的滤液和糖厂废水混合并再次蒸发制备氮肥和磷肥。

在本发明的另一个优选实施方式中，所述的糖垢位于耐酸腐蚀的蒸发容器中，将溶垢药剂直接至于蒸发容器中进行溶解糖垢，不需要另行用机械法去除垢样，方便生产中除垢和连续生产。

本发明的方法溶垢速度快，无需另行添加硫酸镁、表面活性剂或是腐植酸即可制备高长径比的硫酸钙晶须，而且制备的晶须容易分散，不聚集，表面改性容易，性能优良。通过该方法可以有效的利用生产中的糖垢，减少工业废料排放，提高废弃物的综合利用率，实现绿色环保生产。

具体实施方式

实施例1

配制质量分数为5%的盐酸溶液，加入质量分数0.3%的多用酸洗缓蚀剂LAN-826，配制成所需的溶垢药剂。取糖厂垢样80g，加入1L的溶垢药剂，加热煮沸10分钟。趁热过滤溶液，放置于室温下冷却至室温后，在陈化1h。此时，溶液中析出大量硫酸钙晶须。搅拌开堆积的晶须，用800目滤布过滤，并洗涤沉淀，在95℃下干燥沉淀，可以得到白度很高的二水硫酸钙晶须。通过电镜观察测量，晶须平均直径为1～4μm，平均长度为500～1500μm。

实施例2

配制质量分数为12%的盐酸溶液，加入质量分数0.3%的商品缓蚀剂，配制成所需的溶垢药剂。取糖厂垢样100g，加入1L的溶垢药剂，加热煮沸3分钟。趁热过滤溶液，放置于室温下冷却至室温后，在陈化1h。此时，溶液中析出大量硫酸钙晶须。搅拌开堆积的晶须，用800目滤布过滤，并洗涤沉淀，在95℃下干燥沉淀，可以得到白度很高的二水硫酸钙晶须。通过电镜观察测量，晶须平均直径为1～4μm，平均长度为500～1500μm。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种利用糖垢制备硫酸钙晶须的方法，其包括如下步骤：

1）配置处理垢用的溶垢药剂：向浓度为5%～12%盐酸中加入重量百分比为0.2-0.4%的的多用酸洗缓蚀剂LAN-826；

2）采用溶垢药剂浸泡糖垢，并加热煮沸3～10min得棕红色溶液；

3）趁热将所得溶液过滤，滤液加入少量硫酸及硫酸钙晶须作种子，自然冷却至室温，陈化0.5h以上；

4）所得晶体经过滤、洗涤和干燥滤渣，得硫酸钙或二水合硫酸钙晶须。

2.根据权利要求1所述的硫酸钙晶须制备方法，所述的糖垢为石灰法、亚硫酸法和/或碳酸法制糖澄清时所产生的糖垢或者是废水蒸发过程中产生的垢，优选的，所述的糖垢中硫酸钙的含量在40%～70%之间，并含有包括腐植酸在内的有机杂质。

3.根据权利要求1所述的硫酸钙晶须制备方法，所述的糖垢和溶垢药剂的重量体积比为5-12g：100ml。

4.根据权利要求1所述的硫酸钙晶须制备方法，所述的步骤4中的滤液通过加入碱中和然后排放。

5.根据权利要求1所述的硫酸钙晶须制备方法，所述的步骤4中的滤液和糖厂废水混合并再次蒸发制备氮肥和磷肥。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的硫酸钙晶须制备方法，所述的糖垢位于耐酸腐蚀的蒸发容器中，将溶垢药剂直接至于蒸发容器中进行溶解糖垢，不需要另行用机械法去除垢样。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的硫酸钙晶须制备方法，所述的硫酸钙或二水合硫酸钙晶须平均直径为1～4μm，平均长度为500～1500μm。