CN109231250A - 一种煅烧电石渣在芒硝型卤水净化工序中制备碳酸钙的方法 - Google Patents

一种煅烧电石渣在芒硝型卤水净化工序中制备碳酸钙的方法 Download PDF

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蒋伍玖
刘洋
付伟伟
杨建�
柳科
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D5/00—Sulfates or sulfites of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D5/16—Purification

Abstract

本发明公开了一种煅烧电石渣在芒硝型卤水净化工序中制备碳酸钙的方法，将干电石渣经粉碎，得到200~400目粉料，输送至窑炉，在一定温度下进行煅烧，得到煅烧电石渣；将一定比例的煅烧电石渣与水加入加料消化装置，在一定温度下消化，消化完后静置一定时间，然后充分搅拌，再经1~5 h后消化完成；经方孔筛过滤出渣，得一定浓度的电石渣浆液，过筛后，对所获得的电石渣精浆进行一定时间的陈化；再经输送泵注入储存池内，并与储存池内的淡水同时泵入连通卤井溶腔内；在卤井溶腔，电石渣精浆与可溶性杂质完成一级净化反应；将一级净化反应后获得的卤水泵入二级反应桶内，向内通入烟气，完成二级净化反应，固液分离后，滤渣干燥粉碎即为碳酸钙。本发明的有益效果是使用价格低廉的煅烧电石渣代替石灰，并在二级净化反应后获得产品碳酸钙，降低生产运行成本。同时，可实现大宗固体废物电石渣的高效高值资源化利用，经济、环境和社会效益显著。

Description

一种煅烧电石渣在芒硝型卤水净化工序中制备碳酸钙的方法
技术领域
本发明涉及一种煅烧电石渣在芒硝型卤水净化工序中制备碳酸钙的方法。
背景技术
电石渣是工业生产乙炔气、聚氯乙烯、聚乙烯醇等过程中电石水解后产生的废渣。由于电石渣是以处理的工业废渣，目前累计堆存量已达1.3亿t，国内生产厂家大部分将电石渣就地堆放或填埋。随着国内PVC、PVA等化工产品规模的不断扩大，电石渣数据量将越来越多。不仅占用了宝贵的土地资源，而且环境和人类健康，已成为社会一大公害。
电石渣的主要成分是Ca(OH)2>90％，且Ca(OH)2的开始热分解温度约为360℃，而CaCO3的开始热分解温度约为600℃，因此用电石渣分解产生CaO的能耗相比CaCO3要低很多，因此，将电石渣煅烧后用于替代石灰，可用于卤水净化工艺，节约石灰成本。
卤水净化的目的就是除去卤水中的杂质，获得合格的精制卤水。净化芒硝型卤水最常用的一种方法就是“石灰-烟道气”法，其工艺原理分为两步：第一步，先在卤水中加入石灰，生成OH-除去卤水中的Mg2+和用于第二步；
CaO+H2O= Ca(OH)2
Ca(OH)2+MgSO4= Mg (OH)2↓ + CaSO4
Ca(OH)2+Na2SO4=2NaOH + CaSO4
第二步，在第一步后的澄清液中通入烟气，利用烟气中的CO2和OH-反应生成Na2CO3，再与Ca2+反应生成CaCO3沉淀以达到除去Ca2+的目的；
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
Na2CO3+ CaSO4=CaCO3↓+ Na2SO4
其中，石灰所起的作用是在卤水中生成足够的OH-，采用煅烧电石渣代替石灰，由于电石渣的成本与石灰相比几乎可以忽略，成本优势明显，且电石渣实现废渣再利用，达到环保的目的。
碳酸钙的生产和使用与人类生活息息相关，目前，碳酸钙广泛用于涂料、塑料、油墨、腻子、塑料薄膜、化纤、胶黏剂、密封剂、日用化工、医药、橡胶、造纸、牙膏、化妆品、食品、纺织、建材、饲料等领域。因此，人们需要不断的生产碳酸钙以保证人类的正常生活需要。
发明内容
本发明提供了一种煅烧电石渣在芒硝型卤水净化工序中制备碳酸钙的方法。
本发明所采用的技术方案是：
一种利用电石渣替代石灰在芒硝型卤水净化工序中制备碳酸钙的方法，按照以下步骤进行：
（1）将干电石渣经粉碎，得到200~400目粉料，输送至窑炉，在一定温度下进行煅烧，得到煅烧电石渣；
（2）将一定比例的煅烧电石渣与水加入加料消化装置，在一定温度下消化，消化完后静置一定时间，然后充分搅拌，再经1~5 h后消化完成；经方孔筛过滤出渣，得一定浓度的电石渣浆液，过筛后，对所获得的电石渣精浆进行一定时间的陈化；再经输送泵注入储存池内，并与储存池内的淡水同时泵入连通卤井溶腔内；
（3）在卤井溶腔内，矿层在水溶过程中，可溶性杂质也同时溶解，进入溶液，可溶性杂质与电石渣或电石渣、石灰的混合物中的Ca(OH)2发生化学反应，生成难溶性物质Mg(OH)2，并在卤水中获得浓度为0.5~1.5 g/L的NaOH，卤水中的OH-离子的浓度为0.1~0.7 g/L，完成一级净化反应。其中，一级净化反应的化学方程式为：
CaO+H2O= Ca(OH)2
Ca(OH)2+MgSO4= Mg (OH)2↓ + CaSO4
Ca(OH)2+Na2SO4=2NaOH + CaSO4
（4）将一级净化反应后获得的卤水泵入二级反应桶内，向内通入烟气，完成二级卤水净化反应。二级净化反应的化学方程式为：
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
Na2CO3+ CaSO4=CaCO3↓+ Na2SO4
（4）二级净化反应后，固液分离，滤渣干燥粉碎即为碳酸钙。
在本发明的一个优选实施例中，在所述步骤（1）中，煅烧温度为500~600℃。
在本发明的一个优选实施例中，在所述步骤（2）中，煅烧电石渣与水的比例为1:6~1:14。
在本发明的一个优选实施例中，在所述步骤（2）中，消化温度控制在30~80 ℃。
在本发明的一个优选实施例中，在所述步骤（2）中，消化后静置时间为1~5 h
在本发明的一个优选实施例中，在所述步骤（2）中，所用方孔筛为300~500目。
在本发明的一个优选实施例中，在所述步骤（2）中，电石渣精浆陈化时间为1~24h。
本发明的优点在于：本发明在二级净化反应后获得产品碳酸钙，降低生产运行成本；本发明使用价格低廉的煅烧电石渣代替石灰，既降低生产运行成本，又使得大宗固体废物电石渣的高效高值资源化利用，经济、环境和社会效益显著。
附图说明
图1为本发明一种煅烧电石渣在芒硝型卤水净化工序中制备碳酸钙的方法工艺流程示意图。
具体实施方式
通过以下具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
本实施例的一种煅烧电石渣在芒硝型卤水净化工序中制备碳酸钙的方法具体包括以下步骤：
（1）将干电石渣经粉碎，得到200~400目粉料，输送至窑炉，在500℃下进行煅烧，得到煅烧电石渣。
（2）将煅烧电石渣与水加入加料消化装置，控制电石渣与水的比例为1:7之间，温度控制在50 ℃，消化时间2 h，消化完后静置2 h，然后充分搅拌，再经1~5 h后消化完成；经300目方孔筛过滤出渣，对过滤电石渣精浆进行10 h陈化，陈化后电石渣精浆再经输送泵注入储存池内，并与储存池内的淡水同时泵入连通卤井溶腔内；
（3）在卤井溶腔内，矿层在水溶过程中，可溶性杂质也同时溶解，进入溶液，可溶性杂质与电石渣或电石渣、石灰的混合物中的Ca(OH)2发生化学反应，生成难溶性物质Mg(OH)2，并在卤水中获得浓度为0.55~1.45 g/L的NaOH，卤水中的OH-离子的浓度为0.12~0.65g/L，完成一级净化反应。其中，一级净化反应的化学方程式为：
CaO+H2O= Ca(OH)2
Ca(OH)2+MgSO4= Mg (OH)2↓ + CaSO4
Ca(OH)2+Na2SO4=2NaOH + CaSO4
（4）将一级净化反应后获得的卤水泵入二级反应桶内，向内通入烟气，完成二级卤水净化反应。二级净化反应的化学方程式为：
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
Na2CO3+ CaSO4=CaCO3↓+ Na2SO4
（5）二级净化反应后，固液分离，滤液精卤送制盐厂，滤渣干燥粉碎即为碳酸钙。
实施例2：
本实施例的一种煅烧电石渣在芒硝型卤水净化工序中制备碳酸钙的方法具体包括以下步骤：
（1）将干电石渣经粉碎，得到200~400目粉料，输送至窑炉，在600℃下进行煅烧，得到煅烧电石渣。
（2）将煅烧电石渣与水加入加料消化装置，控制电石渣与水的比例为1:10之间，温度控制在80 ℃，消化时间5 h，消化完后静置3 h，然后充分搅拌，再经1~5 h后消化完成；经500目方孔筛过滤出渣，对过滤电石渣精浆进行20 h陈化，陈化后电石渣精浆再经输送泵注入储存池内，并与储存池内的淡水同时泵入连通卤井溶腔内；
（3）在卤井溶腔内，矿层在水溶过程中，可溶性杂质也同时溶解，进入溶液，可溶性杂质与电石渣或电石渣、石灰的混合物中的Ca(OH)2发生化学反应，生成难溶性物质Mg(OH)2，并在卤水中获得浓度为0.55~1.45 g/L的NaOH，卤水中的OH-离子的浓度为0.12~0.65g/L，完成一级净化反应。其中，一级净化反应的化学方程式为：
CaO+H2O= Ca(OH)2
Ca(OH)2+MgSO4= Mg (OH)2↓ + CaSO4
Ca(OH)2+Na2SO4=2NaOH + CaSO4
（4）将一级净化反应后获得的卤水泵入二级反应桶内，向内通入烟气，完成二级卤水净化反应。二级净化反应的化学方程式为：
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
Na2CO3+ CaSO4=CaCO3↓+ Na2SO4
（5）二级净化反应后，固液分离，滤液精卤送制盐厂，滤渣干燥粉碎即为碳酸钙。
实施例3：
本实施例的一种煅烧电石渣在芒硝型卤水净化工序中制备碳酸钙的方法具体包括以下步骤：
（1）将干电石渣经粉碎，得到200~400目粉料，输送至窑炉，在500~600℃下进行煅烧，得到煅烧电石渣。
（2）将煅烧电石渣与水加入加料消化装置，控制电石渣与水的比例为1:6~1:14之间，温度控制在30~80 ℃，消化时间1~5 h，消化完后静置1~3 h，然后充分搅拌，再经1~5 h后消化完成；经300~500目方孔筛过滤出渣，对过滤电石渣精浆进行1~24 h陈化，陈化后电石渣精浆再经输送泵注入储存池内，并与储存池内的淡水同时泵入连通卤井溶腔内；
（3）在卤井溶腔内，矿层在水溶过程中，可溶性杂质也同时溶解，进入溶液，可溶性杂质与电石渣或电石渣、石灰的混合物中的Ca(OH)2发生化学反应，生成难溶性物质Mg(OH)2，并在卤水中获得浓度为0.55~1.45 g/L的NaOH，卤水中的OH-离子的浓度为0.12~0.65g/L，完成一级净化反应。其中，一级净化反应的化学方程式为：
CaO+H2O= Ca(OH)2
Ca(OH)2+MgSO4= Mg (OH)2↓ + CaSO4
Ca(OH)2+Na2SO4=2NaOH + CaSO4
（4）将一级净化反应后获得的卤水泵入二级反应桶内，向内通入烟气，完成二级卤水净化反应。二级净化反应的化学方程式为：
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
Na2CO3+ CaSO4=CaCO3↓+ Na2SO4
（5）二级净化反应后，固液分离，滤液精卤送制盐厂，滤渣干燥粉碎即为碳酸钙。
以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动、变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1. 一种煅烧电石渣在芒硝型卤水净化工序中制备碳酸钙的方法，具体方法为：将干电石渣经粉碎，得到200~400目粉料，输送至窑炉，在一定温度下进行煅烧，得到煅烧电石渣；将一定比例的煅烧电石渣与水加入加料消化装置，在一定温度下消化，消化完后静置一定时间，然后充分搅拌，再经1~5 h后消化完成；经方孔筛过滤出渣，得一定浓度的电石渣浆液，过筛后，对所获得的电石渣精浆进行一定时间的陈化；再经输送泵注入储存池内，并与储存池内的淡水同时泵入连通卤井溶腔内；在卤井溶腔内，电石渣精浆与可溶性杂质完成一级净化反应；将一级净化反应后获得的卤水泵入二级反应桶内，向内通入烟气，完成二级净化反应，固液分离后，滤渣干燥粉碎即为碳酸钙。
2.如权利要求1所述的一种煅烧电石渣在芒硝型卤水净化工序中制备碳酸钙的方法，其特征在于：将煅烧电石渣用于芒硝型卤水净化工序中，替代原有芒硝型卤水净化工艺“石灰-烟道气”法中的石灰。
3.如权利要求1所述的一种煅烧电石渣在芒硝型卤水净化工序中制备碳酸钙的方法，其特征在于：煅烧温度为500~600℃。
4.如权利要求1所述的一种煅烧电石渣在芒硝型卤水净化工序中制备碳酸钙的方法，其特征在于：煅烧电石渣与水的比例为1:6~1:14。
5. 如权利要求1所述的一种利用电石渣替代石灰在芒硝型卤水净化工序中制备碳酸钙的方法，其特征在于：消化温度控制在30~80 ℃。
6. 如权利要求1所述的一种利用电石渣替代石灰在芒硝型卤水净化工序中制备碳酸钙的方法，其特征在于：消化后静置时间为1~5 h。
7.如权利要求1所述的一种利用电石渣替代石灰在芒硝型卤水净化工序中制备碳酸钙的方法，其特征在于：所用方孔筛为300~500目。
8. 如权利要求1所述的一种利用电石渣替代石灰在芒硝型卤水净化工序中制备碳酸钙的方法，其特征在于：电石渣精浆陈化时间为1~24 h。
9.如权利要求1所述的一种利用电石渣替代石灰在芒硝型卤水净化工序中制备碳酸钙的方法，其特征在于：在二级净化反应后获得产品碳酸钙。
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