[发明专利]一种以电石渣为原料制备轻质碳酸钙的方法

说明书

一种以电石渣为原料制备轻质碳酸钙的方法，包括以下步骤：（1）浆化去毒除臭；（2）滤溶分离；（3）喷雾碳化；（4）干燥、粉磨，或水洗、再干燥、粉磨，或喷雾干燥，即成。本发明方法操作简单，无二次污染；易于实施，能耗低，主要原料仅为工业废渣电石渣和碳捕集减排工程捕获的CO₂，成本低，具有市场竞争力；可间接节省大量石灰石资源，利于环境保护和蓝天绿水社会工程建设。

技术领域

本发明涉及一种轻质碳酸钙的制备方法，尤其涉及一种以电石渣为原料制备轻质碳酸钙的方法。

背景技术

电石渣是电石水解制取乙炔气后产生的一种工业废渣，pH值大于12，具强碱性和粘附性。因工业用电石主要成份是碳化钙，电石纯度约为70%-86%，其余为游离氧化钙、碳以及硅、镁、铁、铝的化合物及少量的磷化物、硫化物和微量的重金属化合物，其外观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（烧失量） 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。

目前，电石渣的资源化利用，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。但由于电石渣有异臭味，杂质含量多，利用困难，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。

在利用电石渣替代石灰生产轻质碳酸钙方面，近年来成为了国内众多企业和科研院所科技工作者所努力的一个方向。其方法可概括为以下几类：

第一类是，采用先高温焙烧预处理消除碳等杂质及异味后，再以电石渣焙烧后的氧化钙制取轻质碳酸钙。焙烧虽可烧蚀大部分碳粒及异味，但硅铝铁等杂质矿物仍在，且耗能大，并产生二次污染。