[發明專利]生產棕剛玉與電石產生的廢氣與廢渣閉路循環利用工藝

有效

• 申請號: 201110361905.8
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN102500184A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 周向陽;孫宏原;楊娟;邵建榮;伍上元;劉宏專
• 申請（專利權）人: 中南大學;北京市和信源投資有限公司
• 主分類號: B01D50/00
• 分類號: B01D50/00;B09B3/00;C01B31/22;C01B31/20;C01B33/12;C01F11/18;C04B28/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

技術領域

本發明涉及生產棕剛玉與電石產生的廢氣與廢渣閉路循環利用工藝，是以棕剛玉與電石生產中所產生的含CO₂煙氣、剛玉煙塵灰與電石渣為主要原料，來生產包括含鋁白炭黑、高檔納米碳酸鈣以及防水隔熱粉等在內化工產品的閉路循環工藝。

背景技術

我國電石與棕剛玉的產量巨大，這兩個行業所產生電石渣、剛玉煙塵灰與含CO₂廢氣對環境造成了巨大的污染。目前，在電石廢渣利用方面，專利CN1377830公布了以電石廢渣漿與石灰生產中產生的CO₂為原料、通過常壓碳化法來生產輕質碳酸鈣；專利CN91105487.1公布了先將電石廢渣煅燒、再將煅燒料與氯化銨溶液反應、最后常壓通入CO₂制備高純碳酸鈣的方法；專利CN101967001.A公布了一種利用電石廢渣與低濃度CO₂來生產碳酸鈣的方法，但所得到的不是納米級的產品。目前，在棕剛玉生產中所產生煙塵灰來制備高檔含鋁白炭黑方面，還未見公開報道。另一方面，在同時綜合利用棕剛玉與電石生產中所產生的含CO₂煙氣、剛玉煙塵灰與電石渣生產包括含鋁白炭黑、高檔納米碳酸鈣以及防水隔熱粉等在內化工產品的閉路循環工藝方面，國內外還沒見到公開報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種以生產棕剛玉與電石產生的廢氣與廢渣來生產高檔含鋁白炭黑、高檔納米碳酸鈣以及防水隔熱粉等化工產品的閉路循環工藝，該工藝不會出現二次污染物的排放。

本發明生產棕剛玉與電石產生的廢氣與廢渣閉路循環利用工藝，包括下述步驟：

第一步，將棕剛玉與電石生產中所產生的含CO₂煙氣進行凈化與回收，待用，所述煙氣凈化是將煙氣依次經過重力收塵室、旋風收塵器、淋洗塔凈化后，進入氣水分離器去除其中的大部分水分后儲存在CO₂儲氣罐中待用；

第二步，將棕剛玉生產中產生的煙塵灰與氫氧化鈉溶液混合，常壓下進行堿浸反應后過濾，得低鋁硅酸鈉溶液和第一濾渣，第一濾渣備用；將第一步儲存在CO₂儲氣罐中的CO₂氣體通入低鋁硅酸鈉溶液中，于75～95℃進行碳分反應，反應至體系pH值在9～10時，碳分反應結束，過濾，過濾所得碳分母液待用；過濾所得濾渣加入到質量百分濃度為5～15％的無機酸中酸洗1～5分鐘，然后將濾渣水洗至pH值為7，烘干濾渣即得白炭黑產品，酸洗與水洗濾渣后所得第一酸洗液待用；所述氫氧化鈉溶液的質量百分濃度為5-10％，氫氧化鈉溶液與煙塵灰的液固比為1～10∶1；反應時間1～4小時，反應溫度60～120℃；

第三步，將生產電石產生的電石渣在100～200℃干燥到水分小于5％后，在600-1000℃下煅燒0.5～2小時后，加入水中進行消化反應，消化后漿液經200～300目篩網過濾后得氫氧化鈣乳濁液，濾渣即為消化渣，待用；將第二步所得碳分母液與所述氫氧化鈣乳濁液混合，進行苛化反應后，過濾得碳酸鈣渣和濾液，所述濾液即為氫氧化鈉溶液，返回至第二步使用；所述碳酸鈣渣經表面處理后即為防水隔熱粉；或

往所述的氫氧化鈣乳濁液中加入占其中固含氫氧化鈣質量0.1～3％的添加劑及乳濁液體積2～5％的工業酒精，在10～30℃的情況下，將第一步所獲得CO₂氣體從溶液底部通入，并使裝氫氧化鈣乳濁液的反應罐具有0.1～0.6Mpa的壓力，進行加壓碳酸化；當溶液pH值下降到6.5～8.5后停止CO₂氣體通入，所得懸浮液于100～120℃采用噴霧干燥或閃蒸干燥，即得到納米碳酸鈣產品，干燥所得冷凝水進入消化反應工序配置氫氧化鈣乳濁液；

第四步，將第一濾渣、消化渣、第一酸洗液混合，用酸或堿調pH值到6.8-9后，過濾得濾液返回第二步作為堿浸反應補水，所得濾渣制備免燒磚；所述酸選自鹽酸、硝酸與硫酸中的任意一種，所述堿選自氫氧化鈉、氫氧化鉀與石灰水中的任意一種。

本發明第三步中，所述氫氧化鈣乳濁液中含5～20％的氫氧化鈣固體。

本發明第三步中，所述碳酸鈣渣的表面處理指的是：將表面處理劑分至少三個批次在攪拌的情況下加入到經烘干、破碎后的碳酸鈣渣粉中，即得防水隔熱粉，所述表面處理劑選自硬脂酸、硬脂酸鹽、油酸、油酸鹽、鈦酸脂與硅烷等表面處理劑中的至少一種，表面處理劑的加入量為碳酸鈣渣質量的0.5～5％。

本發明第三步中，所述苛化反應采用氧化鋁行業的成熟苛化工藝。