[发明专利]一种利用电石渣制备碳酸化胶凝材料的方法

说明书

利用电石渣制备碳酸化胶凝材料的方法，包括以下步骤：（1）浆化去毒除异味；（2）电石渣碳酸氢化：将步骤（1）所得的无毒悬浊浆液置于压力搅拌罐内压入二氧化碳，在维持CO₂压力状态情况下，将电石渣中的Ca(OH)₂和CaCO₃晶体矿物转化为水溶性Ca(HCO₃)₂超饱和溶液，即成。本发明方法操作简单，无二次污染；主要原料为工业废渣电石渣和碳捕集减排工程捕获的CO₂，制备成本相对较低。

技术领域

本发明涉及一种胶凝材料的制备方法，尤其涉及一种利用电石渣制备碳酸化胶凝材料的方法。

背景技术

电石渣是电石水解制取乙炔气体后产生的一种工业废渣，pH值大于12，具有强碱性和粘附性。因工业用电石的主要成份是碳化钙，其含量约为70%-86%，其余成分为游离氧化钙、碳以及硅、镁、铁、铝的化合物及少量的磷化物、硫化物和重金属化合物，其外观颜色随碳化钙的含量不同和杂质不同而呈灰色、棕色、紫色或黑色。因此，电石渣因含有1～3%的碳及一定量的硫、硅、铝、铁、镁等杂质而呈灰白色至深灰色，且因电石中常含有硫化钙（CaS）、砷化钙(Ca₃ As₂)、磷化钙（Ca₃ P₂)等杂质，与水作用时随同乙炔气体，一起同时放出硫化氢（H₂S）、砷化氢（AsH₃ )、磷化氢(PH₃ )有毒气体，电石渣中也因为含有少量的有毒物质而致使电石渣有微臭味。且因电石制乙炔气的反应原理为CaC₂+2H₂O==Ca(OH)₂+C₂H₂↑是一个放热反应，ΔH = -120kJ/mol，工业生产上需要用饱和食盐水或次氯酸钠残液与之反应来控制反应速率，而使电石渣中含有一定量的碱（Na⁺）或盐。无论是湿法乙炔电石渣还是干法乙炔电石渣，其主要矿物晶相为Ca(OH)₂和因碳化产生的CaCO₃；其化学成份一般波动在：Loss 20.00～25.50%、SiO₂ 4.50～7.80%、Al₂O₃ 2.00～3.20%、Fe₂O₃ 0.90～3.50%、CaO64.50～69.50%、MgO 0.01～0.85%、SO₃ 0.05～0.45%、Cl^- 0.001～0.040%、P. 0.000～0.025%、R₂O 0.040～0.150%。且电石渣颗粒细微，颗粒粒径随电石原料差异及干法或湿法制乙炔气工艺控制参数不同、堆存时间不同而有所不同，电石渣颗粒粒径分布范围一般为

0.21μm～900μm，绝大部分颗粒粒径分布在1.0～100μm范围内。

当前，电石渣主要是作为石灰石或石灰的替代性原料，如替代石灰石生产水泥及作为湿法脱硫剂、替代石灰用于墙材制品及抹灰腻子生产、替代石灰生产轻质碳酸钙等，虽然，电石渣已得到一些应用，但由于电石渣含有少量有毒物质而致使电石渣有微臭味、杂质含量多等的特性，处理难度大，至今盐化企业电石渣堆积量仍然持续增加，排渣企业为解决电石渣堆积填埋的污染问题和环保压力问题仍然头痛不已。

至今，国内外电石渣制备胶凝材料的研究和实践主要是利用电石渣替代石灰石配料，煅烧、粉生产水泥胶凝材料，或替代石灰作为石灰砂浆/石灰水泥砂浆胶凝材料，而在利用电石渣碳酸化制备胶凝材料方面，尚未见任何实践或研究报道。