[发明专利]一种生产轻质碳酸钙和白炭黑联产氯化钠和碳粉的方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业三废综合利用和处理领域，具体地，涉及一种生产轻质碳酸钙和白炭黑联产氯化钠和碳粉的方法，该方法所用的原材料为联碱废液和电石渣。

背景技术

联合制纯碱法(简称联碱法)是生产纯碱的主要方法，伴随着纯碱的产生，也产生大量的氯化铵废液。氯化铵废液纯化后可用于生产氮肥。

电石渣是电石水解生产乙炔所产生的残余物，是含固量在8％-10％的乳液，又名电石泥，其主要化学成分是氢氧化钙，还含有硅酸钙、铝酸钙、硅铁及炭渣等固体杂质以及硫化钙、氢氧化钙、乙炔等水溶液，是一种呈强碱性，富含丰富的钙资源，以其为原料可生产碳酸钙、水泥等一系列需要钙质为原料的产品。但由于其中所含杂质较多、含水量高、成份复杂、未经处理的电石渣无法直接利用。另一方面，随着电石行业的蓬勃发展，电石渣的排放量也日益增加，年生产20万吨PVC的生产厂排放电石泥浆达360万吨/年，大量的电石渣无法有效利用，直接堆积将严重污染农田和地下水，造成土地人为碱化，对生态环境造成难以恢复的污染。

制备白炭黑(SiO₂)的传统方法是沉淀法：即用水玻璃(硅酸钠)和强酸，如盐酸和硫酸，反应，生成水合二氧化硅沉淀，以盐酸为例，其反应化学方程式为：

Na₂O·nSiO₂+2HCl+(n·m-1)H₂O→2NaCl+n(SiO₂·mH₂O)↓

水合二氧化硅沉淀经处理制的白炭黑。这种方法生产1吨白炭黑要消耗4～4.5吨水玻璃和1.5吨盐酸，化工原料消耗大，不经济。

为了克服传统方法的缺陷，人们也探索了其他制备白炭黑的方法，如申请号为200710055061.8的发明专利公开了一种以氟硅酸、水玻璃为主要原料制备白炭黑的方法，该方法中氟硅酸成本较低且原料易得，从而在一定程度上降低了白炭黑的生产成本。然而，该方法生产工艺十分繁琐，尤其是产生了大量的副产物氟化钠，氟化钠能够腐蚀皮肤，刺激粘膜，对神经系统有侵害作用，因而对生产环境和设备的要求较高。

申请号为200810107069.9的发明专利公开了乐一种用稻壳灰制备纳米级白炭黑的方法。该方法用稻壳灰的碱法处理制备水玻璃、水玻璃溶液的浓缩后再与硫酸反应，从而制得白炭黑。该方法并没有摆脱用传统方法制备白炭黑的缺陷。因而，也是一个不经济的方法。

另一方面，白炭黑主要周作天然橡胶和合成橡胶的补强剂、牙膏摩擦剂，也用作涂料和不饱和树脂增稠剂，涂料消光剂、增稠剂、塑料薄膜开口剂等。近年来，随着我国工业化进程的快速发展，对白炭黑的需求日益增长，这也大大刺激了白炭黑的生产，目前白炭黑的价格也不断升高，然而，国内的产量却并不能满足市场的需求。

因而，开发利用联碱废液中的氯化铵和电石渣中的氢氧化钙，同时生产有工业价值的白炭黑和碳酸钙将是一个十分经济有效的方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种生产轻质碳酸钙和白炭黑联产氯化钠和碳粉的方法，该方法所用的原材料为联碱废液和电石渣。

本发明的技术方案为：一种生产轻质碳酸钙和白炭黑联产氯化钠和碳粉的方法，该方法所用的原材料为联碱废液和电石渣，包括如下步骤：

A：分别折算联碱废液中的氯化铵含量和电石渣中的氢氧化钙含量；

B：将电石渣与联碱废液按照氢氧化钙与氯化铵的纯物质质量比为1∶1.08～1.45投入耐腐蚀反应器(1)中，进行反应，得到含氯化钙和氨水的混合液；

C：将步骤B所得的含氯化钙和氨水的混合液经第一抽滤泵(2)抽滤，第一离心机(3)离心，得到黑色碳滤饼和澄清的滤液；

D：将步骤C所得的澄清的滤液投入碳化塔(4)中，而后通入二氧化碳气体进行碳化反应，得到含碳酸钙沉淀和氯化铵的混合物；

E：将步骤D所得的含碳酸钙沉淀和氯化铵的混合物用第二抽滤泵(6)及第二离心机(7)离心，得到碳酸钙滤饼和含氯化铵的溶液；

F：将步骤E所得的碳酸钙滤饼依次经洗涤离心机(8)洗涤脱水，第一干燥机(9)干燥，粉碎机(10)粉碎，包装得到碳酸钙产品(11)；