CN111573706A - 一种双氰胺黑渣资源化利用处理工艺 - Google Patents

一种双氰胺黑渣资源化利用处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及环保领域，具体关于一种双氰胺黑渣资源化利用处理工艺；本发明提供了一种将双氰胺黑渣资源化利用的方法，本发明能大量的处理双氰胺黑渣，并将其资源化利用，本方法首先通过筛分和风选提高双氰胺黑渣的碳酸钙含量，然后本发明提供一种改性糯米浆无机粘合剂和加入一种提质剂，使成型的废渣满足石灰窑的生产强度要求的，经过碳化和煅烧后制备出氧化钙含量高，杂质含量少，结构疏松，活度高的活性氧化钙成品；该活性氧化钙成品可以用于电石生产双氰胺的工艺中，达到循环利用的目的；本方法能够大量优质的处理双氰胺黑渣，不仅可以保护环境，更能重复利用资源，具有较高的经济价值。

Description

一种双氰胺黑渣资源化利用处理工艺
技术领域
本发明涉及环保领域，尤其是一种双氰胺黑渣资源化利用处理工艺。
背景技术
双氰胺黑渣是国内工业遗留量最大的三种废渣之一，是双氰胺生产过程中产生的干基废渣，其主要成分除了水分之外还有碳酸钙，石墨化碳，游离碳和少量无机杂质。
CN1493537A公开了一种双氰胺废渣的处理方法，其特征在于将废渣中的氰化物氧化为氰酸盐，氰酸盐然后释放出二氧化碳和氮气，经过该处理后的废渣为改性废渣。改性废渣与胶凝材料混合可制成陶粒。该发明使双氰胺废渣得到彻底治理，不但将废渣中的氰化物转化为无毒物质，防止了环境污染和对人体生命的威胁，同时做到了废物利用，投资少，工艺简单，制造的陶粒成本低、质量好，具有良好的经济效益、环境效益和社会效益。
CN1108273A涉及一种双氰胺废渣在橡塑制品中的应用，其特征是将双氰胺废渣经烘干和粒度分级后的干粉作为填料制成双氰胺废渣填充橡胶和双氰胺废渣填充塑料。该发明的优点是有效地解决了双氰胺废渣污染环境和占用土地问题。用双氰胺废渣制成的橡塑制品具有生产成本低和光洁度高的特点。
CN102167672A提供了一种利用双氰胺废渣制备双氰胺、氯化钙和碳的方法，该方法将所述双氰胺废渣与水混合后，分离不能溶解部分，得到单氰胺水溶液，以及碳酸钙和碳的混合物；将所述单氰胺水溶液进行二元聚合，得到双氰胺产品；所述碳酸钙和碳的混合物与过量稀盐酸充分反应，得到氯化钙溶液和碳滤饼；碳滤饼洗涤、干燥、粉碎后得到工业碳；氯化钙滤液经减压蒸馏为氯化钙饱和溶液，冷却后结晶析出，经过滤制得工业氯化钙。其方法简单，设备投资少，产物得率高，具有良好的经济效益和环境效益。
随着双氰胺企业越来越多，双氰胺黑渣的数量也在逐年増加。真正实现工业化处理双氰胺黑渣的就有三种，分别是生产水泥、焦煤、非烧结砖，但是在生产以上三种商品时，废渣只是作为一种辅助原料，只能消耗少量的废渣，加之现在建筑行业的不景气，水泥、非烧结砖的产量也是日趋下降，所以急需找到一种能大量处理双氰胺黑渣的方法。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种双氰胺黑渣资源化利用处理工艺。
一种双氰胺黑渣资源化利用处理工艺，其主要方案为：
按照质量份数，将1000-1200份的双氰胺黑渣在干燥设备中，干燥到水分含量为0.8%-2.3%，赶在温度为80-100℃，然后将废渣用150-250目的标准筛筛分，留用筛下物，将筛分出粗渣进入到风选设备，控制风选风量为62.1-68.7m3/h，收集沉降废渣并与筛下物合并；然后在得到的废渣中加入6%-11%的粘合剂和5%-8%的提质剂，混合均匀后在8-13MPa下成型，然后将成型的废渣置于80-120℃，气氛压力为0.1-1MPa的压力下碳化10-20h，完成后在80-120℃干燥30-60min，然后在900-980℃下煅烧120-240min，完成后即可得到活性氧化钙成品。
所述的粘合剂为一种改性糯米浆无机粘合剂，其制备方法如下：
按照质量份数，在搅拌容器中加入300-450份的磷酸钠水溶液，其质量份数为5%-10%，然后加入加入30-50份的糯米粉，控温60-70℃，搅拌混合30-60min，降温至-10-0℃，加入10-30份的丙烯酰氯，反应10-15h，得到丙烯酰氧基糯米粉溶液；
在该搅拌容器中，继续加入0.3-3份的巯基丙基硅烷、0.03-0.14份的5%-10%的氯铂酸的正丁醇溶液，然后加入2-7份的油胺，70-90℃搅拌反应60-120min，完成后降温到室温，然后加入300-500份的高岭土，70-90份的水泥熟料，混合搅拌均匀后即可得到所述的一种改性糯米浆无机粘合剂。
丙烯酰氧基糯米粉溶液,巯基丙基硅烷,油胺发生硅氢加成反应，其反应示意如下式：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
所述的碳化气氛为体积浓度为10%-20%的二氧化碳气氛。
所述的成型的废渣为直径2-5cm，高为2-5cm的圆柱。
所述的风选设备为沉降室。
所述的提质剂为氢氧化钙或氧化钙。
所述的活性氧化钙成品可作为电石原料。
本发明的一种双氰胺黑渣资源化利用处理工艺，本发明提供了一种将双氰胺黑渣资源化利用的方法，本发明能大量的处理双氰胺黑渣，并将其资源化利用，本方法首先通过筛分和风选提高双氰胺黑渣的碳酸钙含量，然后本发明提供一种改性糯米浆无机粘合剂和加入一种提质剂，使成型的废渣满足石灰窑的生产强度要求的，经过碳化和煅烧后制备出氧化钙含量高，杂质含量少，结构疏松，活度高的活性氧化钙成品；该活性氧化钙成品可以用于电石生产双氰胺的工艺中，达到循环利用的目的；本方法能够大量优质的处理双氰胺黑渣，不仅可以保护环境，更能重复利用资源，具有较高的经济价值。
丙烯酰氧基糯米粉溶液,巯基丙基硅烷,油胺发生硅氢加成反应，提高了糯米浆无机粘合剂的性能，使双氰胺黑渣和糯米浆无机粘合剂高度结合，成型效果提高，利于充分煅烧，从而提高了活性氧化钙成品的活性度和氧化钙的有效含量。
附图说明
图1为实施例2制备的改性糯米浆无机粘合剂的傅里叶红外光谱图。
在606cm-1附近存在氧化铝的吸收峰，在448cm-1附近存在二氧化硅的吸收峰，说明高岭土参与了反应；在3355/1638cm-1附近存在水的吸收峰，说明水参与了反应；在386cm-1附近存在氧化钙的吸收峰，说明水泥熟料参与了反应；在1065cm-1附近存在醚的反对称伸缩吸收峰，在2964cm-1附近存在碳氢的伸缩吸收峰，说明糯米粉参与了反应；在942cm-1附近存在磷酸根离子的反对称伸缩吸收峰，说明磷酸钠参与了反应；在1732cm-1附近存在酯的羰基的伸缩吸收峰，在1149cm-1附近存在酯的碳氧的反对称伸缩吸收峰，说明丙烯酰氯参与了反应；在1019cm-1附近存在碳氮单键的吸收峰，说明油胺参与了反应；在2481cm-1附近存在硫氢键的伸缩吸收峰，在723cm-1附近存在硅碳单键的伸缩吸收峰，说明巯基丙基硅烷参与了反应。
具体实施方式
下面通过具体实施例对该发明作进一步说明：
本实验采用颗粒法测定成品样品的活性度：将40℃的煮过的水2000ml倒入3000ml的烧杯中，滴加5滴酚酞指示剂，把500ml盐酸（4mol/L）溶解加入滴管中，称取煅烧后废渣100g，研碎，加入装水的烧杯中，开启搅拌器，溶液显示红色，用温度计记录此时的温度为40℃，缓慢滴加盐酸溶液，在7-8min，红色消失即使滴定终点，记录此时终点温度，平行做两次实验，如果误差在5%内，求取平均值。
采用蔗糖法测定有效氧化巧的含量：称取样品0.5g，研碎，加入锥形瓶中，称取化学纯庶糖4g，加入锥形瓶中，再加入40ml水，摇动15min，混合均匀，用酚酞做指示剂，用0.5mol/L的盐酸滴定，直到红色消失为滴定终点，根据盐酸用量测定有效氧化钙的含量。
实施例1
一种双氰胺黑渣资源化利用处理工艺，其主要方案为：
按照质量份数，将1000kg双氰胺黑渣在干燥设备中，干燥到水分含量为0.8%，赶在温度为80℃，然后将废渣用150目的标准筛筛分，留用筛下物，将筛分出粗渣进入到风选设备，控制风选风量为62.1m3/h，收集沉降废渣并与筛下物合并；然后在得到的废渣中加入6%的粘合剂和5%的提质剂，混合均匀后在8MPa下成型，然后将成型的废渣置于800℃，气氛压力为0.1MPa的压力下碳化20h，完成后在80℃干燥30min，然后在900℃下煅烧120min，完成后即可得到活性氧化钙成品。
所述的粘合剂为一种改性糯米浆无机粘合剂，其制备方法如下：
按照质量份数，在搅拌容器中加入300份的磷酸钠水溶液，其质量份数为5%，然后加入加入30份的糯米粉，控温60℃，搅拌混合30min，降温至-10℃，加入10份的丙烯酰氯，反应10h，得到丙烯酰氧基糯米粉溶液；
在该搅拌容器中，继续加入0.3份的巯基丙基硅烷、0.03份的5%的氯铂酸的正丁醇溶液，然后加入2份的油胺，70℃搅拌反应60min，完成后降温到室温，然后加入300份的高岭土，70份的水泥熟料，混合搅拌均匀后即可得到所述的一种改性糯米浆无机粘合剂。
所述的碳化气氛为体积浓度为10%的二氧化碳气氛。
所述的成型的废渣为直径2cm，高为2cm的圆柱。
所述的风选设备为沉降室。
所述的提质剂为氢氧化钙。
本实验制备的活性氧化钙成品的活性度为75.8℃/min，氧化钙的有效含量为91.4%。
实施例2
一种双氰胺黑渣资源化利用处理工艺，其主要方案为：
按照质量份数，将1100kg双氰胺黑渣在干燥设备中，干燥到水分含量为1.5%，赶在温度为90℃，然后将废渣用200目的标准筛筛分，留用筛下物，将筛分出粗渣进入到风选设备，控制风选风量为65.5m3/h，收集沉降废渣并与筛下物合并；然后在得到的废渣中加入9%的粘合剂和7%的提质剂，混合均匀后在10MPa下成型，然后将成型的废渣置于100℃，气氛压力为0.5MPa的压力下碳化15h，完成后在100℃干燥45min，然后在960℃下煅烧180min，完成后即可得到活性氧化钙成品。
所述的粘合剂为一种改性糯米浆无机粘合剂，其制备方法如下：
按照质量份数，在搅拌容器中加入340份的磷酸钠水溶液，其质量份数为8%，然后加入加入35份的糯米粉，控温63℃，搅拌混合50min，降温至-5℃，加入16份的丙烯酰氯，反应12h，得到丙烯酰氧基糯米粉溶液；
在该搅拌容器中，继续加入0.6份的巯基丙基硅烷、0.08份的7%的氯铂酸的正丁醇溶液，然后加入5份的油胺，78℃搅拌反应80min，完成后降温到室温，然后加入400份的高岭土，75份的水泥熟料，混合搅拌均匀后即可得到所述的一种改性糯米浆无机粘合剂。
所述的碳化气氛为体积浓度为15%的二氧化碳气氛。
所述的成型的废渣为直径3cm，高为3cm的圆柱。
所述的风选设备为沉降室。
所述的提质剂为氧化钙。
本实验制备的活性氧化钙成品的活性度为76.2℃/min，氧化钙的有效含量为91.8%。
实施例3
一种双氰胺黑渣资源化利用处理工艺，其主要方案为：
按照质量份数，将1200kg双氰胺黑渣在干燥设备中，干燥到水分含量为2.3%，赶在温度为100℃，然后将废渣用250目的标准筛筛分，留用筛下物，将筛分出粗渣进入到风选设备，控制风选风量为68.7m3/h，收集沉降废渣并与筛下物合并；然后在得到的废渣中加入11%的粘合剂和8%的提质剂，混合均匀后在13MPa下成型，然后将成型的废渣置于120℃，气氛压力为1MPa的压力下碳化10h，完成后在120℃干燥60min，然后在980℃下煅烧240min，完成后即可得到活性氧化钙成品。
所述的粘合剂为一种改性糯米浆无机粘合剂，其制备方法如下：
按照质量份数，在搅拌容器中加入450份的磷酸钠水溶液，其质量份数为10%，然后加入加入50份的糯米粉，控温70℃，搅拌混合60min，降温至0℃，加入30份的丙烯酰氯，反应15h，得到丙烯酰氧基糯米粉溶液；
在该搅拌容器中，继续加入3份的巯基丙基硅烷、0.14份的10%的氯铂酸的正丁醇溶液，然后加入7份的油胺，90℃搅拌反应120min，完成后降温到室温，然后加入500份的高岭土，90份的水泥熟料，混合搅拌均匀后即可得到所述的一种改性糯米浆无机粘合剂。
所述的碳化气氛为体积浓度为20%的二氧化碳气氛。
所述的成型的废渣为直径5cm，高为5cm的圆柱。
所述的风选设备为沉降室。
所述的提质剂为氧化钙。
本实验制备的活性氧化钙成品的活性度为76.3℃/min，氧化钙的有效含量为92.3%。
对比例1
一种双氰胺黑渣资源化利用处理工艺，其主要方案为：
按照质量份数，将1000kg双氰胺黑渣在干燥设备中，干燥到水分含量为0.8%，赶在温度为80℃，然后将废渣用150目的标准筛筛分，留用筛下物，将筛分出粗渣进入到风选设备，控制风选风量为62.1m3/h，收集沉降废渣并与筛下物合并；然后在得到的废渣中加入6%的粘合剂和5%的提质剂，混合均匀后在8MPa下成型，然后将成型的废渣置于800℃，气氛压力为0.1MPa的压力下碳化20h，完成后在80℃干燥30min，然后在900℃下煅烧120min，完成后即可得到活性氧化钙成品。
按照质量份数，在搅拌容器中加入300份的磷酸钠水溶液，其质量份数为5%，然后加入加入30份的糯米粉，控温60℃，搅拌混合30min，降温至-10℃，加入10份的丙烯酰氯，反应10h，得到丙烯酰氧基糯米粉溶液；
在该搅拌容器中，继续加入0.03份的5%的氯铂酸的正丁醇溶液，然后加入2份的油胺，70℃搅拌反应60min，完成后降温到室温，然后加入300份的高岭土，70份的水泥熟料，混合搅拌均匀后即可得到所述的一种改性糯米浆无机粘合剂。
所述的碳化气氛为体积浓度为20%的二氧化碳气氛。
所述的成型的废渣为直径5cm，高为5cm的圆柱。
所述的提质剂为氧化钙。
本实验制备的活性氧化钙成品的活性度为64.1℃/min，氧化钙的有效含量为84.7%。
对比例2
一种双氰胺黑渣资源化利用处理工艺，其主要方案为：
按照质量份数，将1000kg双氰胺黑渣在干燥设备中，干燥到水分含量为0.8%，赶在温度为80℃，然后将废渣用150目的标准筛筛分，留用筛下物，将筛分出粗渣进入到风选设备，控制风选风量为62.1m3/h，收集沉降废渣并与筛下物合并；然后在得到的废渣中加入6%的粘合剂和5%的提质剂，混合均匀后在8MPa下成型，然后将成型的废渣置于800℃，气氛压力为0.1MPa的压力下碳化20h，完成后在80℃干燥30min，然后在900℃下煅烧120min，完成后即可得到活性氧化钙成品。
所述的粘合剂为一种改性糯米浆无机粘合剂，其制备方法如下：
按照质量份数，在搅拌容器中加入300份的磷酸钠水溶液，其质量份数为5%，然后加入加入30份的糯米粉，控温60℃，搅拌混合30min，降温至-10℃，加入10份的丙烯酰氯，反应10h，得到丙烯酰氧基糯米粉溶液；
在该搅拌容器中，继续加入0.3份的巯基丙基硅烷、0.03份的5%的氯铂酸的正丁醇溶液，70℃搅拌反应60min，完成后降温到室温，然后加入300份的高岭土，70份的水泥熟料，混合搅拌均匀后即可得到所述的一种改性糯米浆无机粘合剂。
所述的碳化气氛为体积浓度为10%的二氧化碳气氛。
所述的成型的废渣为直径2cm，高为2cm的圆柱。
所述的风选设备为沉降室。
本实验制备的活性氧化钙成品的活性度为64.2℃/min，氧化钙的有效含量为81.3%。
对比例3
一种双氰胺黑渣资源化利用处理工艺，其主要方案为：
按照质量份数，将1000kg双氰胺黑渣在干燥设备中，干燥到水分含量为0.8%，赶在温度为80℃，然后将废渣用150目的标准筛筛分，留用筛下物，将筛分出粗渣进入到风选设备，控制风选风量为62.1m3/h，收集沉降废渣并与筛下物合并；然后在得到的废渣中加入5%的提质剂，混合均匀后在8MPa下成型，然后将成型的废渣置于800℃，气氛压力为0.1MPa的压力下碳化20h，完成后在80℃干燥30min，然后在900℃下煅烧120min，完成后即可得到活性氧化钙成品。
所述的碳化气氛为体积浓度为10%的二氧化碳气氛。
所述的成型的废渣为直径2cm，高为2cm的圆柱。
所述的风选设备为沉降室。
所述的提质剂为氢氧化钙。
本实验制备的活性氧化钙成品的活性度为42.1℃/min，氧化钙的有效含量为91.1%。

Claims (7)

1.一种双氰胺黑渣资源化利用处理工艺，其主要方案为：
按照质量份数，将1000-1200份的双氰胺黑渣在干燥设备中，干燥到水分含量为0.8%-2.3%，赶在温度为80-100℃，然后将废渣用150-250目的标准筛筛分，留用筛下物，将筛分出粗渣进入到风选设备，控制风选风量为62.1-68.7m3/h，收集沉降废渣并与筛下物合并；然后在得到的废渣中加入6%-11%的粘合剂和5%-8%的提质剂，混合均匀后在8-13MPa下成型，然后将成型的废渣置于80-120℃，气氛压力为0.1-1MPa的压力下碳化10-20h，完成后在80-120℃干燥30-60min，然后在900-980℃下煅烧120-240min，完成后即可得到活性氧化钙成品。
2.根据权利要求1所述的一种双氰胺黑渣资源化利用处理工艺，其特征在于：所述的粘合剂为一种改性糯米浆无机粘合剂，其制备方法如下：
按照质量份数，在搅拌容器中加入300-450份的磷酸钠水溶液，其质量份数为5%-10%，然后加入加入30-50份的糯米粉，控温60-70℃，搅拌混合30-60min，降温至-10-0℃，加入10-30份的丙烯酰氯，反应10-15h，得到丙烯酰氧基糯米粉溶液；
在该搅拌容器中，继续加入0.3-3份的巯基丙基硅烷、0.03-0.14份的5%-10%的氯铂酸的正丁醇溶液，然后加入2-7份的油胺，70-90℃搅拌反应60-120min，完成后降温到室温，然后加入300-500份的高岭土，70-90份的水泥熟料，混合搅拌均匀后即可得到所述的一种改性糯米浆无机粘合剂。
3.根据权利要求1所述的一种双氰胺黑渣资源化利用处理工艺，其特征在于：所述的碳化气氛为体积浓度为10%-20%的二氧化碳气氛。
4.根据权利要求1所述的一种双氰胺黑渣资源化利用处理工艺，其特征在于：所述的成型的废渣为直径2-5cm，高为2-5cm的圆柱。
5.根据权利要求1所述的一种双氰胺黑渣资源化利用处理工艺，其特征在于：所述的风选设备为沉降室。
6.根据权利要求1所述的一种双氰胺黑渣资源化利用处理工艺，其特征在于：所述的提质剂为氢氧化钙或氧化钙。
7.根据权利要求1所述的一种双氰胺黑渣资源化利用处理工艺，其特征在于：所述的活性氧化钙成品可作为电石原料。
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