CN112174093A - 一种利用电石渣生产漂粉精的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用电石渣生产漂粉精的方法，主要包括如下步骤：（1）电石渣精制：向净化釜中加入水和电石渣制成糊状混合液，然后加入次氯酸钠溶液反应2‑3h后，再加入盐酸，反应得到残渣和滤液，将残渣也滤液分离，残渣处理后排除系统，滤液备用；（2）氯化：向次氯酸钠溶液中加入步骤（1）所得滤液，通过搅拌反应一定时间后，索的产物一部分排除氯化釜，剩余产物进入结晶釜；（3）步骤（2）中产物通过静置结晶后，送入离心机进行分离，得母液和结晶物；（4）将步骤（3）中得到的结晶物置入干燥器进行干燥，得到白色结晶物，即为成品漂粉精。本发明方法操作简单、终点容易控制，原料成本低、产品质量高，而且安全又环保。

Description

一种利用电石渣生产漂粉精的方法
技术领域
本发明属于一种电石渣综合利用方法，具体地说，涉及一种利用电石渣生产漂粉精的方法。
背景技术
电石渣是PVC化工生产过程中产生的废渣，生产1吨PVC产品，消耗电石1.5吨，产生电石渣1.7吨。对于一个年产120万吨聚氯乙烯树脂的企业来说，每年产生的电石渣超过200万吨。这些废弃的电石渣含水率在40％，不仅占用宝贵的土地资源，长时间堆放极易风干起飞灰，对周边环境及地下水造成严重污染。电石渣的“减量化、资源化、无害化”处置，受水泥、钢铁、建筑业开工不足的影响，相关产品市场受到很大冲击。为了解决废弃电石渣带来的污染问题，现有很多企业利用电石渣生产石灰石、氧化钙、水泥、电石等，很少有企业利用电石渣来生产漂白粉，大多数企业都采用钠法和钙法来生产漂粉精，由于钠法和钙法生产漂白粉的过程使用氯气，处理不当，常常会发生氯气泄露，对环境和人体都会产生一定的危害，而且所得产品漂粉精有效氯含量比较低。所以，探究一种节能环保且产品质量高的生产漂白粉方法是目前亟待解决的问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种种利用电石渣生产漂粉精的方法。该方法操作简单、成本低、产品质量高、安全、环保。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用电石渣生产漂粉精的方法，包括如下步骤：
（1）电石渣的精制：首先在净化釜中加入一定量的水和电石渣，制成糊状混合液；然后向所述糊状混合液中加入次氯酸钠溶液，搅拌反应2-3h后，用pH试纸测试反应液pH，直至pH试纸的颜色不再发生变化，确保磷化氢、硫化氢气体与次氯酸钠溶液完全反应，再向反应后的浆料中缓慢加入盐酸，控制反应温度和反应浆料的pH，使盐酸与Ca（OH）2反应，得到残渣和滤液，经过压滤机处理将残渣和滤液分离，残渣经过无害处理后排除压滤机，滤液进入氯化釜备用；
（2）氯化：边搅拌边向次氯酸钠溶液中加入步骤（1）得到的滤液，次氯酸钠与滤液中的氯化钙反应，滤液加入完毕后，停止搅拌，得到产物，静置0.5-1h后，将其中一部分产物氯化钠经过结晶排除氯化釜，再继续搅拌0.5-1h，将剩余产物排入结晶釜，备用；
（3）结晶：步骤（2）中的产物在结晶釜中静置一定时间后，将其送入离心机，分离出母液和结晶物，母液中的次氯酸钠、次氯酸钙，作为成品销售，结晶物送入干燥装置；
（4）干燥：将步骤（3）中得到的结晶物置入回转窑干燥器内进行干燥，得到白色结晶物，即为成品漂粉精，然后进行包装销售。
进一步地，所述步骤（1）中水和电石渣的质量比为12-15:1；电石渣与次氯酸钠溶液的质量比为24-26:1；加入次氯酸钠溶液中有效氯的含量为10-12%。
进一步地，所述步骤（1）加入盐酸的体积百分数为32%，盐酸与浆料的反应温度为80-90℃，反应浆料的pH为10.5-11.5。
进一步地，所述步骤（1）中压滤机进料压力为0.5-0.7 MPa，进料温度40-90℃。
进一步地，所述步骤（2）中加入次氯酸钠溶液速度为0.8-1.2 m³/h；加入次氯酸钠溶液中有效氯的含量为20%以上；次氯酸钠溶液与滤液中氯化钙的反应摩尔比为2:1-1.5。
进一步地，所述步骤（2）中次氯酸钠溶液与滤液中氯化钙反应温度控制在20-30℃；每次搅拌的速度为450-550r/min。
进一步地，所述步骤（3）中静置时间为8-10h；静置过程中控制结晶温度20-30℃。
进一步地，所述步骤（3）中离心机是连续进料，连续出料，每次进出料的速度为2000-2200r/min。
进一步地，所述步骤（4）中结晶物在回转窑干燥器的干燥温度为58-65℃，干燥时间为2.5-3.5h，干燥后结晶物的物料水分由25%左右降低至2%以内。
进一步地，所述步骤（4）所得的成品漂粉精中平均有效氯含量为80%以上。
与现有技术相比，本发明具备的有益效果在于：
1、原料来源于氯碱企业内部，节约生产成本： 电石渣、盐酸均为企业生产聚氯乙烯(PVC)产生的废弃物，回收再利用，价格低廉，节约生产成本。
2、操作简单：与传统钠法、钙法制备漂粉精的装置相比，没有复杂的反应，终点容易控制。
3、成本低、产品质量高：与钠法制备漂粉精相比，本发明方法成本较低，产品质量比钙法、钠法制备的漂粉精都要高。
4、安全、环保：该法将氯气参与的反应交由成熟的次氯酸钠生产装置完成，没有氯气泄漏风险，同时，没有采用粉状消石灰，现场操作环境友好。
附图说明
图1是本发明用电石渣生产漂粉精的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
一种利用电石渣生产漂粉精的方法，包括如下步骤：
（1）电石渣的精制：电石渣，是电石法PVC生产的主要固废，主要成份Ca（OH）2，其他杂质主要有氧化铁、石英沙，以及少量磷化钙、硫化钙等盐类，由于磷化钙、硫化钙遇水会发生反应，生成具有难闻气味的磷化氢、硫化氢气体，这些气体不仅气味难闻，而且对大气也会产生一定的污染，因此，电石渣必须经过一定的精制后，才能用于下一步的漂粉精的制备。首先在净化釜中加入水和电石渣，水和电石渣的质量比为12：1，制成糊状混合液；然后向所述糊状混合液中加入次氯酸钠溶液，此时次氯酸钠溶液中有效氯的含量为10%，石渣与次氯酸钠溶液的质量比为24：1，搅拌反应2h后，用pH试纸测试反应液pH，直至pH试纸的颜色不再发生变化，确保磷化氢、硫化氢气体与次氯酸钠溶液完全反应，反应化学方程式如式（1）、（2），再向反应后的浆料中缓慢加入体积分数为32%的盐酸，此时控制反应温度在80℃，反应溶液的pH为10.5，盐酸与Ca（OH）2（电石渣本身含有以及水与磷化钙、硫化钙反应产生）反应，反应化学方程式如式（3），得到残渣和滤液，经过压滤机处理将残渣和滤液分离，此时压料机进料压力为0.5 MPa，进料温度40℃，残渣经过无害处理后排除压滤机，滤液进入氯化釜备用；
4NaClO + H2S = H2SO4 + 4NaCl （1）
4NaClO + PH3 = H3PO4 + 4NaCl （2）
Ca（OH）2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O （3）
（2）氯化：边搅拌边以0.8m³/h的速度向次氯酸钠溶液中加入步骤（1）得到的滤液，此时次氯酸钠溶液中有效氯的含量在20%以上，次氯酸钠与滤液中的氯化钙反应，二者反应的摩尔比为2:1，反应化学方程式如式（4），反应温度控制在20℃，滤液加入完毕后，停止搅拌，得到产物，静置0.5h后，将其中一部分产物氯化钠经过结晶排除氯化釜，再继续搅拌0.5h，将剩余产物排入结晶釜，备用，上述每次搅拌的速度为450r/min。；
2NaClO + CaCl2 = Ca（ClO）2 + 2NaCl （4）
（3）结晶：步骤（2）中的产物在结晶釜中静置8h后，静置过程中控制结晶釜内的温度为20℃，将其送入离心机，离心机是连续进料，连续出料，每次进出料的速度为2000/min，分离出母液和结晶物，母液中的次氯酸钠、次氯酸钙，作为成品销售，结晶物送入干燥装置；
（4）干燥：将步骤（3）中得到的结晶物置入回转窑干燥器内进行干燥，干燥温度为58℃，干燥时间为2.5h得到白色结晶物，即为成品漂粉精，然后进行包装销售，本发明所得的成品漂粉精中平均有效氯含量为80%以上，远远超过工业漂粉精有效氯的含量。
实施例2
一种利用电石渣生产漂粉精的方法，包括如下步骤：
（1）电石渣的精制：电石渣，是电石法PVC生产的主要固废，主要成份Ca（OH）2，其他杂质主要有氧化铁、石英沙，以及少量磷化钙、硫化钙等盐类，由于磷化钙、硫化钙遇水会发生反应，生成具有难闻气味的磷化氢、硫化氢气体，这些气体不仅气味难闻，而且对大气也会产生一定的污染，因此，电石渣必须经过一定的精制后，才能用于下一步的漂粉精的制备。首先在净化釜中加入水和电石渣，水和电石渣的质量比为13：1，制成糊状混合液；然后向所述糊状混合液中加入次氯酸钠溶液，此时次氯酸钠溶液中有效氯的含量为10.5%，石渣与次氯酸钠溶液的质量比为25：1，搅拌反应2.4h后，用pH试纸测试反应液pH，直至pH试纸的颜色不再发生变化，确保磷化氢、硫化氢气体与次氯酸钠溶液完全反应，反应化学方程式如式（1）、（2），再向反应后的浆料中缓慢加入体积分数为32%的盐酸，此时控制反应温度在84℃，反应溶液的pH为11，盐酸与Ca（OH）2（电石渣本身含有以及水与磷化钙、硫化钙反应产生）反应，反应化学方程式如式（3），得到残渣和滤液，经过压滤机处理将残渣和滤液分离，此时压料机进料压力为0.58 MPa，进料温度65℃，残渣经过无害处理后排除压滤机，滤液进入氯化釜备用；
4NaClO + H2S = H2SO4 + 4NaCl （1）
4NaClO + PH3 = H3PO4 + 4NaCl （2）
Ca（OH）2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O （3）
（2）氯化：边搅拌边以0.95m³/h的速度向次氯酸钠溶液中加入步骤（1）得到的滤液，此时次氯酸钠溶液中有效氯的含量在20%以上，次氯酸钠与滤液中的氯化钙反应，二者反应的摩尔比为2:1.1，反应化学方程式如式（4），反应温度控制在25℃，滤液加入完毕后，停止搅拌，得到产物，静置0.7h后，将其中一部分产物氯化钠经过结晶排除氯化釜，再继续搅拌0.7h，将剩余产物排入结晶釜，备用，上述每次搅拌的速度为480r/min。；
2NaClO + CaCl2 = Ca（ClO）2 + 2NaCl （4）
（3）结晶：步骤（2）中的产物在结晶釜中静置9h后，静置过程中控制结晶釜内的温度为25℃，将其送入离心机，离心机是连续进料，连续出料，每次进出料的速度为2100/min，分离出母液和结晶物，母液中的次氯酸钠、次氯酸钙，作为成品销售，结晶物送入干燥装置；
（4）干燥：将步骤（3）中得到的结晶物置入回转窑干燥器内进行干燥，干燥温度为62℃，干燥时间为3h得到白色结晶物，即为成品漂粉精，然后进行包装销售，本发明所得的成品漂粉精中平均有效氯含量为80%以上，远远超过工业漂粉精有效氯的含量。
实施例3
一种利用电石渣生产漂粉精的方法，包括如下步骤：
（1）电石渣的精制：电石渣，是电石法PVC生产的主要固废，主要成份Ca（OH）2，其他杂质主要有氧化铁、石英沙，以及少量磷化钙、硫化钙等盐类，由于磷化钙、硫化钙遇水会发生反应，生成具有难闻气味的磷化氢、硫化氢气体，这些气体不仅气味难闻，而且对大气也会产生一定的污染，因此，电石渣必须经过一定的精制后，才能用于下一步的漂粉精的制备。首先在净化釜中加入水和电石渣，水和电石渣的质量比为14：1，制成糊状混合液；然后向所述糊状混合液中加入次氯酸钠溶液，此时次氯酸钠溶液中有效氯的含量为11%，石渣与次氯酸钠溶液的质量比为25.5：1，搅拌反应2.8h后，用pH试纸测试反应液pH，直至pH试纸的颜色不再发生变化，确保磷化氢、硫化氢气体与次氯酸钠溶液完全反应，反应化学方程式如式（1）、（2），再向反应后的浆料中缓慢加入体积分数为32%的盐酸，此时控制反应温度在88℃，反应溶液的pH为11.5，盐酸与Ca（OH）2（电石渣本身含有以及水与磷化钙、硫化钙反应产生）反应，反应化学方程式如式（3），得到残渣和滤液，经过压滤机处理将残渣和滤液分离，此时压料机进料压力为0.65 MPa，进料温度85℃，残渣经过无害处理后排除压滤机，滤液进入氯化釜备用；
4NaClO + H2S = H2SO4 + 4NaCl （1）
4NaClO + PH3 = H3PO4 + 4NaCl （2）
Ca（OH）2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O （3）
（2）氯化：边搅拌边以1.2m³/h的速度向次氯酸钠溶液中加入步骤（1）得到的滤液，此时次氯酸钠溶液中有效氯的含量在20%以上，次氯酸钠与滤液中的氯化钙反应，二者反应的摩尔比为2:1.3，反应化学方程式如式（4），反应温度控制在30℃，滤液加入完毕后，停止搅拌，得到产物，静置1h后，将其中一部分产物氯化钠经过结晶排除氯化釜，再继续搅拌1h，将剩余产物排入结晶釜，备用，上述每次搅拌的速度为520r/min。；
2NaClO + CaCl2 = Ca（ClO）2 + 2NaCl （4）
（3）结晶：步骤（2）中的产物在结晶釜中静置10h后，静置过程中控制结晶釜内的温度为30℃，将其送入离心机，离心机是连续进料，连续出料，每次进出料的速度为2200/min，分离出母液和结晶物，母液中的次氯酸钠、次氯酸钙，作为成品销售，结晶物送入干燥装置；
（4）干燥：将步骤（3）中得到的结晶物置入回转窑干燥器内进行干燥，干燥温度为65℃，干燥时间为3.5h得到白色结晶物，即为成品漂粉精，然后进行包装销售，本发明所得的成品漂粉精中平均有效氯含量为80%以上，远远超过工业漂粉精有效氯的含量。
对比例1
一种钠法生产漂粉精的方法，主要包括以下步骤：
（1）向石灰浆中通入氯气，得滤饼1和母液1；
（2）向氢氧化钠和母液2中通入氯气，得次氯酸钠溶液；
（3）向滤饼1和次氯酸钠溶液的混合浆料中通入氯气，得滤饼2和母液2，将滤饼2进行干燥，即得有效氯含量大于70%的漂粉精。该钠法生产漂粉精与本发明相比，存在以下不足：1）消耗大量的氢氧化钠和氯气，加大了生产成本；2）氯气容易发生泄漏，氢氧化钠是强碱，具有很强腐蚀性，二者在使用过程时存在安全隐患以及造成环境污染；3）得到的漂粉精有效氯含量较低。
对比例2
一种钙法生产漂粉精的方法，主要包括以下步骤：
（1）向石灰浆中通入氯气，生产有效氯含量25-40%的结晶时，停止通入氯气，过滤得滤饼和母液1；
2）将步骤1）中所得滤饼与循环母液2制成混合浆料，向其通入氯气，直至生成有效氯含量45-55%的结晶时停止通入氯气，过滤得滤饼和母液2，将滤饼进行干燥，得有效氯含量为60-65%的漂粉精产品。该钙法生产漂粉精与本发明相比，存在以下不足：1）产品多为不规则颗粒或粉末，使用不方便；2）产品的有效氯含量较低，最高只能达到65%；3）因含有吸湿性强的氯化钙及未反应的氢氧化钙，产品稳定性差； 4）氯气容易发生泄漏，存在安全隐患。
以上所述的实施例只是本发明的较佳方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其他的变体及改型。

Claims (10)

1.一种利用电石渣生产漂粉精的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）电石渣的精制：首先在净化釜中加入一定量的水和电石渣，制成糊状混合液；然后向所述糊状混合液中加入次氯酸钠溶液，搅拌反应2-3h后，用pH试纸测试反应液pH，直至pH试纸颜色不再发生变化，再向反应后的浆料中加入盐酸，控制反应温度和反应浆料的pH，反应得到残渣和滤液，残渣经过无害处理后排除系统外，滤液进入氯化釜待下一步反应；
（2）氯化：边搅拌边向次氯酸钠溶液中加入步骤（1）得到的滤液，次氯酸钠与滤液中的氯化钙反应，滤液加入完毕后，停止搅拌，得到产物，静置0.5-1h后，将其中一部分产物氯化钠经过结晶排除氯化釜，再继续搅拌0.5-1h，将剩余产物排入结晶釜，备用；
（3）结晶：步骤（2）中的产物在结晶釜中静置一定时间后，将其送入离心机，分离出母液和结晶物，母液中的次氯酸钠、次氯酸钙，作为成品销售，结晶物送入干燥装置；
（4）干燥：将步骤（3）中得到的结晶物置入回转窑干燥器内进行干燥，得到白色结晶物，即为成品漂粉精，然后进行包装销售。
2.根据权利要求1所述的一种利用电石渣生产漂粉精的方法，其特征在于，所述步骤（1）中水和电石渣的质量比为12-15:1；电石渣与次氯酸钠溶液的质量比为24-26:1；加入次氯酸钠溶液中有效氯的含量为10-12%。
3.根据权利要求1所述的一种利用电石渣生产漂粉精的方法，其特征在于，所述步骤（1）加入盐酸的体积百分数为32%，盐酸与浆料的反应温度为80-90℃，反应浆料的pH为10.5-11.5。
4.根据权利要求1所述的一种利用电石渣生产漂粉精的方法，其特征在于，所述步骤（1）中压滤机进料压力为0.5-0.7 MPa，进料温度40-90℃。
5.根据权利要求1所述的一种利用电石渣生产漂粉精的方法，其特征在于，所述步骤（2）中加入次氯酸钠溶液速度为0.8-1.2 m³/h；加入次氯酸钠溶液中有效氯的含量为20%以上；次氯酸钠溶液与滤液中氯化钙的反应摩尔比为2:1-1.5。
6.根据权利要求1所述的一种利用电石渣生产漂粉精的方法，其特征在于，所述步骤（2）中次氯酸钠溶液与滤液中氯化钙反应温度控制在20-30℃；每次搅拌的速度为450-550r/min。
7.根据权利要求1所述的一种利用电石渣生产漂粉精的方法，其特征在于，所述步骤（3）中静置时间为8-10h；静置过程中控制结晶温度20-30℃。
8.根据权利要求1所述的一种利用电石渣生产漂粉精的方法，其特征在于，所述步骤（3）中离心机是连续进料，连续出料，每次进出料的速度为2000-2200r/min。
9.根据权利要求1所述的一种利用电石渣生产漂粉精的方法，其特征在于，所述步骤（4）中结晶物在回转窑干燥器的干燥温度为58-65℃，干燥时间为2.5-3.5h，干燥后结晶物的物料水分由25%左右降低至2%以内。
10.根据权利要求1所述的一种利用电石渣生产漂粉精的方法，其特征在于，所述步骤（4）所得的成品漂粉精中平均有效氯含量为80%以上。
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