CN115340119A

CN115340119A - 一种利用电石渣制备活性氧化钙的方法

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Publication number: CN115340119A
Application number: CN202211126065.1A
Authority: CN
Inventors: 徐振海; 高永胜
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-09-16
Filing date: 2022-09-16
Publication date: 2022-11-15

Abstract

本发明属于固体废料处理技术领域，具体是一种利用电石渣制备活性氧化钙的方法。选择含水量在55％‑75％之间的电石渣，将电石渣进行破碎处理，挑选粒径为70‑110mm、110‑140mm两组电石渣，分别放置在封闭的原料池内。本发明的技术方案首创了两组电石渣按照不同的尺寸混合在原料池内，电石渣之间的空隙更大，超声波振动烘干过程中，电石渣的水分烘干更彻底；引风机对烘干后的混合电石渣风化更彻底。将原料池内的温度升高，倒入溶液，滤除电石渣中的杂质，氧化钙的纯度更高。经过干粉压球机的压球工序，输出的球形氧化钙强度更高，是石灰石烧成生石灰强度的三倍以上。本发明技术方案制备的氧化钙适合在更广泛的工业领域中使用。

Description

一种利用电石渣制备活性氧化钙的方法

技术领域

本发明属于固体废料处理技术领域，具体是一种利用电石渣制备活性氧化钙的方法。

背景技术

氧化钙是国民经济建设不可缺少的重要原材料，不仅用于建筑与道路工程，还广泛用于冶金、化工、轻工食品、环保及农业领域。近几年，随着钢铁和电石法生产PVC的迅速发展，氧化钙行业也得到了快速发展。由于石灰石资源分布不均匀，石灰石相对缺乏，经过多年的开采，石灰石已不能满足氧化钙行业的需求。

有鉴于此，以电石渣为原料，每年可以处理15万吨的电石渣。电石渣含碱量高，又含有硫、砷等有害物质，不经处理排放会堵塞下水道，壅积河床，危害渔业生产，在陆地堆放则占用土地，污染环境，对土地有严重的侵蚀作用。

因此，以电石渣为原料，大大降低了生产成本，提高了固体废物的利用率，保护了环境。

但是，现有技术中的电石渣制备氧化钙还存在诸多需要改善的环节。主要问题在于

1.电石渣吸水率高的特点，降低了氧化钙成品的品质；

2.制备氧化钙过程中，电石渣中硅、镁、铁等杂质不能有效的分解，影响氧化钙的品质；

3.在氧化钙制备过程中，基本上都有煅烧工序，现有技术煅烧手段不科学，减少预热工序，直接影响氧化钙的品质；

4.现有技术中，制成的氧化钙强度太低，限制了在工业生产中的使用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，提出一种氧化钙的成品强度高，纯度高，含水率低的利用电石渣制备活性氧化钙的方法。

一种利用电石渣制备活性氧化钙的方法，包括以下步骤：

S1、选择含水量在55％-75％之间的电石渣，将电石渣进行破碎处理，挑选粒径为70-110mm、110-140mm两组电石渣，分别放置在封闭的原料池内；

S2、将两组电石渣混合，并将原料池的温度升至55-70℃，倒入甘醇与磷酸丁酯分解抽滤，然后静置30-45分钟，滤去杂质；

S3、对滤去杂质后的混合电石渣进行搅拌，再采用超声波振动的方法对原料池内的电石渣进行烘干处理，烘干时长设置为4-5小时，将电石渣烘干水分；

S4、再用引风机对烘干后的两组混合电石渣以20-60Hz的频率进行风化工序处理；

S5、原料池设置带有传送带的出口，将两组混合的电石渣通过传送带传送至研磨机进行研磨，得到粒径为5-9mm的颗粒，准备预热煅烧处理；

S6、第一级预热，预热温度为400℃，对颗粒物料进行预热处理；第二级预热，预热温度为740℃，对颗粒物料进行二次预热处理；

S7、采用回转分解煅烧窑将经过二次预热后的颗粒物料进行煅烧，回转分解煅烧窑的窑体温度是900-1100℃，煅烧时间为7-8小时，煅烧时间结束后封闭恒温存放5小时；

S8、待煅烧后的颗粒物料温度降到100-90℃时，将颗粒物料以不低于8-12℃/分钟的冷却速率迅速冷却，冷却过程中，将颗粒物料碾碎至0.9-1.5mm的细粉物料；待细粉物料温度降到65-55℃时，干粉压球机将细粉物料进行压球工序，干粉压球机输出粒径为25-30mm的球形氧化钙。

优选地，所述步骤S3中，超声波的频率为30-40kHz，温度为55-60℃的环境下进行烘干工序。

优选地，所述步骤S7中，煅烧过程中，煅烧2-3小时，向煅烧窑喷射助燃气体加速煅烧。

优选地，所述步骤S7中，煅烧时间结束后，颗粒物料由分解煅烧窑输送至原料池，在原料池内封闭恒温存放5小时。

优选地，所述步骤S8中，颗粒物料在冷却过程中，碾碎机将颗粒物料碾碎至0.9-1.5mm的细粉物料。

优选地，所述步骤S8中，干粉压球机对细粉物料的压力为150-200MPa、压球密度为1.7克/立方厘米。

优选地，所述步骤S8中，干粉压球机将细粉物料进行压球工序，干粉压球机输出球形氧化钙，球形氧化钙通过传送带传送至原料仓恒温环境下密封存放。

本发明提出的一种利用电石渣制备活性氧化钙的方法，解决现有石灰石资源匮乏、电石渣产生环境污染的问题，对日益紧缺的资源起到节约和保护作用。本发明技术方案的有益效果包括以下的一种或多种：

1.本发明的技术方案首创了两组电石渣按照不同的尺寸混合在原料池内，电石渣之间的空隙更大，超声波振动烘干过程中，电石渣的水分烘干更彻底；引风机对烘干后的混合电石渣风化更彻底。

2.将原料池内的温度升高，倒入溶液，可以滤除电石渣中硅、镁、铁等杂质，氧化钙的纯度更高。

3.本发明技术方案通过二次预热处理，逐渐升温，可以提高煅烧效率；煅烧过程中喷有助燃气体，电石渣得到充分的煅烧，氧化钙的品质更高。

4.经过干粉压球机的压球工序，输出的球形氧化钙强度更高，可以在更广泛的领域应用。

附图说明

图1为本发明制备活性氧化钙的流程示意图。

具体实施方式

下面将对本发明进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

电石渣作为生成乙炔气的主要原料，主反应如下：

CaC₂+2H₂O→C₂H₂+Ca(OH)₂+127.28KJ/mol

杂质的反应如下：

CaO+H₂O→Ca(OH)₂+63.64KJ/mol

CaS+2H₂O→Ca(OH)₂+H₂S↑-40.91KJ/mol

Ca₃P₂+6H₂O→3Ca(OH)₂+2PH₃↑+768.427KJ/mol

Ca₃N₂+6H₂O→3Ca(OH)₂+2NH₃↑+924.84KJ/mol

Ca₃As₂+6H₂O→3Ca(OH)₂+2AsH₃↑+679.1KJ/mol

Ca₂Si+4H₂O→2Ca(OH)₂+SiH₄↑+667.686KJ/mol

由上述所知：电石渣的主要成分是氢氧化钙(Ca(OH)₂)

实施例1：一种利用电石渣制备活性氧化钙的方法

电石渣原料中，氢氧化钙86.70％，氢氧化镁1.94％，三氧化二铝0.50％，三氧化二铁0.96％，二氧化硅9.90％。

电石渣制备活性氧化钙的方法，包括以下步骤：

S1、选择含水量在55％-75％之间的电石渣，将电石渣进行破碎处理，挑选粒径为80-105mm、120-140mm两组电石渣，分别放置在封闭的原料池内；

具体地，挑选含水量比较高的电石渣，倒入溶液，可以较充分的滤去杂质。

S2、将两组电石渣混合，并将原料池的温度升至70℃，倒入甘醇与磷酸丁酯分解抽滤，然后静置30-45分钟，滤去杂质；

具体地，倒入的溶液可以滤除电石渣中硅、镁、铁等杂质，氧化钙的纯度更高。

S3、对滤去杂质后的混合电石渣进行搅拌，再采用超声波振动的方法对原料池内的电石渣进行烘干处理，烘干时长设置为5小时，将电石渣烘干水分；

具体地，超声波的频率为30-40kHz，温度为55℃的环境下进行烘干工序。

S4、再用引风机对烘干后的两组混合电石渣以20-50Hz的频率进行风化工序处理；

具体地，电石渣按照不同的尺寸混合在原料池内，电石渣之间的空隙更大，超声波振动烘干过程中，电石渣的水分烘干更彻底；引风机对烘干后的混合电石渣风化更彻底。

S5、原料池设置带有传送带的出口，将两组混合的电石渣通过传送带传送至研磨机进行研磨，得到粒径为6-9mm的颗粒，准备预热煅烧处理；

S6、第一级预热，预热温度为400℃，对颗粒物料进行预热处理；第二级预热，预热温度为740℃，对颗粒物料进行二次预热处理。通过二次预热处理，逐渐升温，可以提高煅烧效率；

S7、采用回转分解煅烧窑将经过二次预热后的颗粒物料进行煅烧，回转分解煅烧窑的窑体温度是970℃，煅烧时间为8小时，煅烧时间结束后，颗粒物料由分解煅烧窑输送至原料池，在原料池内封闭恒温存放5小时；

具体地，煅烧3小时，向煅烧窑喷射天然气加速煅烧，电石渣得到充分的煅烧，氧化钙的品质更高。

S8、待煅烧后的颗粒物料温度降到100℃时，将颗粒物料以不低于9℃/分钟的冷却速率迅速冷却。颗粒物料在冷却过程中，碾碎机将颗粒物料碾碎至1.0-1.4mm的细粉物料。待细粉物料温度降到62℃时，干粉压球机将细粉物料进行压球工序，干粉压球机输出粒径为25-30mm的球形氧化钙。

具体地，干粉压球机对细粉物料的压力为150-180MPa、压球密度为1.7克/立方厘米。

干粉压球机将细粉物料进行压球工序，干粉压球机输出球形氧化钙，球形氧化钙强度更高，是石灰石烧成生石灰强度的三倍以上。球形氧化钙通过传送带传送至原料仓恒温环境下密封存放。

测试例

按照中国化工行业标准HG/T 4120-2009所述的方法检测实施例1中所制备的球形氧化钙成品，具体数据结果见表一。

	氧化钙纯度	硅含量	镁含量	铁含量	铝含量
						实施例1	98.74wt％	0.75％	0.25％	0.09％	0.17％

(表一)

本发明制备的球形氧化钙与传统生石灰主要指标对比见表二。

(表二)

实施例1中，由表一、表二可知，采用本发明技术方案制成的球形氧化钙，有效滤除了杂质，氧化钙的纯度更高。球形氧化钙的强度高，破损率低，含水率低。本发明技术方案制备的氧化钙适合在更广泛的工业领域中使用。

实施例2：一种利用电石渣制备活性氧化钙的方法

电石渣原料中，氢氧化钙84.25％，氢氧化镁2.76％，三氧化二铝1.53％，三氧化二铁1.72％，二氧化硅9.74％。

电石渣制备活性氧化钙的方法，包括以下步骤：

S1、选择含水量在55％-75％之间的电石渣，将电石渣进行破碎处理，挑选粒径为80-90mm、110-130mm两组电石渣，分别放置在封闭的原料池内；

S2、将两组电石渣混合，并将原料池的温度升至59℃，倒入甘醇与磷酸丁酯分解抽滤，然后静置30-45分钟，滤去杂质；

S3、对滤去杂质后的混合电石渣进行搅拌，再采用超声波振动的方法对原料池内的电石渣进行烘干处理，烘干时长设置为4.5小时，将电石渣烘干水分；超声波的频率为30-40kHz，温度为57℃的环境下进行烘干工序；

S4、再用引风机对烘干后的两组混合电石渣以20-40Hz的频率进行风化工序处理；

S5、原料池设置带有传送带的出口，将两组混合的电石渣通过传送带传送至研磨机进行研磨，得到粒径为6-8mm的颗粒，准备预热煅烧处理；

S7、采用回转分解煅烧窑将经过二次预热后的颗粒物料进行煅烧，回转分解煅烧窑的窑体温度是1100℃，煅烧时间为7小时，煅烧时间结束后，颗粒物料由分解煅烧窑输送至原料池，在原料池内封闭恒温存放5小时；煅烧3小时，向煅烧窑喷射天然气加速煅烧，电石渣得到充分的煅烧，氧化钙的品质更高；

S8、待煅烧后的颗粒物料温度降到90℃时，将颗粒物料以不低于12℃/分钟的冷却速率迅速冷却。颗粒物料在冷却过程中，碾碎机将颗粒物料碾碎至0.9-1.3mm的细粉物料；待细粉物料温度降到65℃时，干粉压球机将细粉物料进行压球工序，干粉压球机输出粒径为25-30mm的球形氧化钙；干粉压球机对细粉物料的压力为160-190MPa、压球密度为1.7克/立方厘米。

测试例

按照中国化工行业标准HG/T 4120-2009所述的方法检测实施例2中所制备的球形氧化钙成品，具体数据结果见表三。

	氧化钙纯度	硅含量	镁含量	铁含量	铝含量
						实施例2	99.15wt％	0.48％	0.12％	0.06％	0.19％

(表三)

本发明制备的球形氧化钙与传统生石灰主要指标对比见表四。

参数名称	传统生石灰	球形氧化钙
			氧化钙％	75-90(质量不稳定)	96-99(质量稳定)
抗压强度MPa	0.3-0.8	≥3
			含水率％	0.5-1.2	0.04-0.07
破损率％	≥7	≤1

(表四)

实施例2中，由表三、表四可知，采用本发明技术方案制成的球形氧化钙，有效滤除了杂质，氧化钙的纯度更高。球形氧化钙的强度高，破损率低，含水率低。本发明技术方案制备的氧化钙适合在更广泛的工业领域中使用。

实施例3：一种利用电石渣制备活性氧化钙的方法

电石渣原料中，氢氧化钙87.59％，氢氧化镁1.46％，三氧化二铝0.41％，三氧化二铁1.97％，二氧化硅8.57％。

电石渣制备活性氧化钙的方法，包括以下步骤：

S1、选择含水量在55％-75％之间的电石渣，将电石渣进行破碎处理，挑选粒径为70-95mm、115-125mm两组电石渣，分别放置在封闭的原料池内；

S2、将两组电石渣混合，并将原料池的温度升至60℃，倒入甘醇与磷酸丁酯分解抽滤，然后静置30-45分钟，滤去杂质；

S3、对滤去杂质后的混合电石渣进行搅拌，再采用超声波振动的方法对原料池内的电石渣进行烘干处理，烘干时长设置为4小时，将电石渣烘干水分；超声波的频率为30-40kHz，温度为60℃的环境下进行烘干工序；

S4、再用引风机对烘干后的两组混合电石渣以40-60Hz的频率进行风化工序处理；

S5、原料池设置带有传送带的出口，将两组混合的电石渣通过传送带传送至研磨机进行研磨，得到粒径为5-8mm的颗粒，准备预热煅烧处理；

S7、采用回转分解煅烧窑将经过二次预热后的颗粒物料进行煅烧，回转分解煅烧窑的窑体温度是1000℃，煅烧时间为8小时，煅烧时间结束后，颗粒物料由分解煅烧窑输送至原料池，在原料池内封闭恒温存放5小时；煅烧3小时，向煅烧窑喷射天然气加速煅烧，电石渣得到充分的煅烧，氧化钙的品质更高；

S8、待煅烧后的颗粒物料温度降到95℃时，将颗粒物料以不低于10℃/分钟的冷却速率迅速冷却；颗粒物料在冷却过程中，碾碎机将颗粒物料碾碎至1.2-1.5mm的细粉物料。待细粉物料温度降到60℃时，干粉压球机将细粉物料进行压球工序，干粉压球机输出粒径为25-30mm的球形氧化钙；干粉压球机对细粉物料的压力为180-200MPa、压球密度为1.7克/立方厘米。

测试例

按照中国化工行业标准HG/T 4120-2009所述的方法检测实施例3中所制备的球形氧化钙成品，具体数据结果见表五。

	氧化钙纯度	硅含量	镁含量	铁含量	铝含量
						实施例3	97.94wt％	0.92％	0.37％	0.05％	0.72％

(表五)

本发明制备的球形氧化钙与传统生石灰主要指标对比见表六。

参数名称	传统生石灰	球形氧化钙
			氧化钙％	75-90(质量不稳定)	96-99(质量稳定)
抗压强度MPa	0.3-0.8	≥3
			含水率％	0.5-1.2	0.05-0.09
破损率％	≥7	≤1

(表六)

实施例3中，由表五、表六可知，采用本发明技术方案制成的球形氧化钙，有效滤除了杂质，氧化钙的纯度更高。球形氧化钙的强度高，破损率低，含水率低。本发明技术方案制备的氧化钙适合在更广泛的工业领域中使用。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明实施例。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上仅为本发明实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本发明实施例，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims

1.一种利用电石渣制备活性氧化钙的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中，超声波的频率为30-40kHz，温度为55-60℃的环境下进行烘干工序。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S7中，煅烧过程中，煅烧2-3小时，向煅烧窑喷射助燃气体加速煅烧。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S7中，煅烧时间结束后，颗粒物料由分解煅烧窑输送至原料池，在原料池内封闭恒温存放5小时。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S8中，颗粒物料在冷却过程中，碾碎机将颗粒物料碾碎至0.9-1.5mm的细粉物料。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S8中，干粉压球机对细粉物料的压力为150-200MPa、压球密度为1.7克/立方厘米。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S8中，干粉压球机将细粉物料进行压球工序，干粉压球机输出球形氧化钙，球形氧化钙通过传送带传送至原料仓恒温环境下密封存放。