[發明專利]一種用電石渣制備輕質碳酸鈣的方法

有效

• 申請號: 201210301799.9
• 申請日: 2012-08-23
• 公開（公告）號: CN102992373A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 周密;董衛龍;錢欣
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C01F11/18
• 分類號: C01F11/18;B09B3/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;王兵

技術領域

本發明涉及一種簡便經濟制備輕質碳酸鈣的新方法，特別是以電石渣作為原料，制備輕質碳酸鈣的的工藝。

背景技術

電石是一種重要的化工原料，采用電石生產乙炔及相關化工產品，如聚氯乙烯、維尼綸、炭黑等產品時，會有大量的電石渣排出。據國家發展與改革委員會的統計，2006年我國產生的電石渣總量達到驚人的1100多萬噸之巨。電石渣的主要成分是氫氧化鈣，同時還含有碳酸鈣、二氧化硅、碳渣、氧化鐵、氧化鋁、氧化鎂等雜質。由于其成分較為復雜，并帶有臭味，對周邊環境造成了嚴重的污染，是我國清潔生產和資源循環利用的重點和難點，也成為影響聚氯乙烯等電石下游產品生產規模擴大和發展的主要制約因素。

目前，國內電石渣綜合利用的主要途徑有建筑與路基材料原料，廢氣與廢水處理，以及生產普通化工產品（如氧化鈣、漂白粉、碳酸鈣等）。將電石渣作為建材與路基材料是處理電石渣的有效途徑，但對于產生電石渣的廠家而言雖解決了廢棄物處理問題，卻無經濟效益；電石渣用于環保領域，可達到以廢治廢的目的，但用量有限；以電石渣制備一般化工產品，其預處理過程復雜，而產品價格不高，經濟效益有限，廠家積極性不高。所以，大部分廠家仍將電石渣棄置，既浪費資源又污染環境。因而如果以電石渣為原料制備出高純度的輕質碳酸鈣不僅能夠消除電石渣污染環境的問題，還可以得到高附加值的產品。

目前使用電石渣作為原料制備碳酸鈣主要有以下幾個途徑：

1）電石渣煅燒碳化法

其原理是將電石渣高溫煅燒后生產的生石灰與水發生消化反應，再通過向消化液中通入CO₂或者其它的碳化液得到沉淀的碳酸鈣。

此工藝存在明顯的缺陷，電石渣中的雜質（如Si、Mg、Fe、Al等的氧化物）在整個過程中不能除去，還有在煅燒的過程中易形成比CaO熔點低的多的鹽類，這些雜質對電石渣的消化和碳化都有很大的影響。該工藝生產出的碳酸鈣在品質、白度、晶型都不是很好，而且干燥、煅燒的過程需要大量的能耗、成本高，難以進行大量的推廣。

2）氯化銨提鈣碳化法

其原理如下化學方程式：

CaCl₂+2NH₃+CO₂+H₂O→CaCO₃↓+2NH₄Cl

該工藝原理上是可行的，但在第一步反應為了使得氫氧化鈣完全反應必須不斷地蒸出氨，過濾及碳化過程的實施都會有氨氣地溢出，在整個過程工藝中廢水、廢氣、廢渣都難以處理，造成污染環境。

3）氨基酸提鈣碳化法

尹應武等發明人在專利微細碳酸鈣制備新工藝（北京紫光英力化工技術有限公司.微細碳酸鈣制備新工藝:中國,CN?101293663B[P].2011-05-25.），用氨基酸作為提取劑和催化劑，制取微細碳酸鈣。其方法原理如下：

Ca(OH)₂+NH₂CHRCOOH→(NH₂CHRCOO)₂Ca+H₂O

該步是將微溶于水的氫氧化鈣轉換為水溶性的氨基酸鈣，在控制一定的pH值使得電石渣中的雜質（如Si、Mg、Fe、Al等的氧化物）均以沉淀的形式析出，過濾得到純凈的氨基酸鈣的溶液。

再將氨基酸鈣的溶液與二氧化碳氣體進行反應制備出微細碳酸鈣，反應原理如下：

(NH₂CHRCOO)₂Ca+CO₂→CaCO₃+NH₂CHRCOOH

該方法制備出的微細碳酸鈣具有粒徑小、表面積大、分散性好、良好的平滑性，但是氨基酸的價格比較昂貴，并且氨基酸的碳鏈較短，表面修飾后的輕鈣與聚合物相容性不好，不利于后續工業應用。并且使用二氧化碳氣體從工業生產的角度來說，操作復雜，需要特殊的反應裝置，成本高，不利于工業生產。所以發明一種廉價的、對環境友好的方法仍是迫切之急。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種利用電石渣制備輕鈣的方法。此工藝可以增加利用電石渣生產的附加值，有效地解決環境污染問題，大大的提高電石渣的利用率和價值。本發明利用脂肪酸作為提取劑，可以很好的提取出電石渣中的有效鈣，并可以去除電石渣中所含的雜質，生產出的輕鈣沒有出現聚集的現象，且粒徑較小。

本發明所采用的技術方案是：