[發(fā)明專利]一種以電石渣為原料生產(chǎn)石膏晶須的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310706009.X
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN103668424A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王永錢;原驁;雷殿俊;原博;李印昌;馬群;雷新榮;張錫軍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號: C30B7/10
• 分類號: C30B7/10;C30B29/62;C30B29/46
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種以電石渣為原料生產(chǎn)石膏晶須的方法，屬無機材料制備、固體廢棄物綜合利用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電石渣是工業(yè)生產(chǎn)乙炔、聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯醇（PVI）等過程中電石（CaC₂）

水解形成的工業(yè)廢渣。電石渣的主要成分是Ca(OH)₂，此外含有Fe₂O₃、SiO₂、MgO、Al₂O₃

等金屬氧化物、氫氧化物以及少量有機物。電石渣在剛排出時含水率非常高，達到85%～

90%，在灰壩沉淀堆積以后，水分可以降到50%以下，干燥后呈灰白色，顆粒細小且均勻，

比重小而結(jié)構(gòu)松散。由于電石渣含有大量Ca(OH)₂，因此電石渣及滲濾液呈強堿性，渣液pH值在12以上。

按生產(chǎn)經(jīng)驗，每生產(chǎn)1t?PVC產(chǎn)品排放1.8t電石渣，排放量相當(dāng)巨大。因不便長途運輸和集中處理，致使國內(nèi)大部分生產(chǎn)廠家將電石渣就地堆放或填埋，因而占用大量土地。不僅如此，電石渣長期堆存滲透會造成土地鹽堿化，污染水體，堿性渣灰的揚塵也會對周邊環(huán)境造成污染，危及周邊地區(qū)居民生活和身體健康。因此，電石渣的治理是解決環(huán)境污染和企業(yè)生存的一項重要工作。

目前，國內(nèi)的電石渣主要處理方法為（1）填海、填溝，缺點為不僅未實現(xiàn)綜合利用，還會堿化土地、污染水源，造成二次污染；（2）替代石灰石生產(chǎn)水泥，缺點為附加值低，且電石渣干燥成本高；此外，水泥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB175-2007中對氯離子含量要求<0.06（質(zhì)量比），電石渣中的氯離子含量過高也會限制其在水泥制品中的應(yīng)用；（3）生產(chǎn)建筑用磚，但達到同類產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)有一定困難。

利用電石渣能夠和酸性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的屬性，開展電石渣的相關(guān)綜合利用，從而實現(xiàn)以廢治廢，變廢為寶的綜合處理模式，不但能獲得良好的經(jīng)濟效益，而且也能獲得良好的社會效益。

石膏晶須又稱硫酸鈣晶須，它是以石膏為原材料，在一定環(huán)境條件下，以單晶形式生長而成的具有均勻的橫截面、完整的外形、完善的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的纖維狀（須狀）單晶體。硫酸鈣晶須有二水（CaSO₄·2H₂O）、半水（CaSO₄·0.5H₂O）和無水（CaSO₄）之分，均為蓬松狀白色固體，纖維狀或針狀單晶體形態(tài)。

石膏晶須是一種有著許多特殊性能的非金屬材料，具有高強度、高模量、高韌性、高絕緣性、耐磨耗、耐高溫、耐酸堿、抗腐蝕、紅外線反射性良好、易于表面處理、易與聚合物復(fù)合、無毒等諸多優(yōu)良的物理化學(xué)性能。石膏晶須與其它短纖維相比，具有許多優(yōu)點，且價格在晶須中最低,，有其它晶須無可擬的性價比，應(yīng)用范圍非常廣泛，是一種性能優(yōu)良、低廉的綠色環(huán)保材料，具有很強的市場效力。

石膏晶須可應(yīng)用于很多領(lǐng)域：（1）用作復(fù)合材料的增強組元。石膏晶須強度高、韌性好，可以作為塑料、橡膠、聚氨酯等材料的增強組元，提高制品的機械強度、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性等。（2）制造摩擦材料。東北大學(xué)研制的新型無石棉摩擦材料就是采用石膏晶須作為增強纖維應(yīng)用到其中的，此種摩擦材料已經(jīng)通過了長春汽車研究所的檢測，其摩擦系數(shù)和磨損率均符合GB5763—86標(biāo)準(zhǔn)的要求。在摩擦材料中加入一定量的石膏晶須后，摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性和摩擦材料的耐磨性都能得到提高，延長了摩擦材料的使用壽命。（3）用于環(huán)境材料。石膏晶須具有很大的比表面積，吸附性好，且松散密度極小，無毒，利用晶須間隙和特殊處理后的表面活性，石膏晶須可廣泛用作飲料、啤酒和藥品的過濾。此外，石膏晶須具有耐高溫、耐酸堿、抗腐蝕等特性，可以直接用其過濾高溫或具有腐蝕性的液體或氣體。（4）制備涂料。以微米級石膏晶須作為填料制備出的硫酸鈣晶須聚酯粉末涂料，具有較高的截面形貌，石膏晶須及樹脂交聯(lián)分布較均勻，硬度、光澤度都很好，制備的粉末涂料最高使用溫度達350℃，力學(xué)性能優(yōu)異。（5）在道路瀝青中的應(yīng)用。石膏晶須能夠提高瀝青的軟化點，降低瀝青的針入度。將改性后的石膏晶須應(yīng)用于道路瀝青中，隨添加量的增加，瀝青軟化點逐漸增高，其針入度逐漸減小。除此之外，石膏晶須還可用于吸附廢氣、廢水中的重金屬等有害物質(zhì)，制造保溫、隔音、阻燃材料等。

目前我國有關(guān)制備石膏晶須的專利文獻有5項，相關(guān)如下：