CN101264920A - 一种电石渣制备不同晶形微细和超细碳酸钙的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电石渣制备不同晶形微细和超细碳酸钙的方法，与钙的碳酸盐有关。该方法包括4个步骤：第一步，电石渣预处理；第二步，氯化钙溶液的制备；第三步，复分解反应制备微细和超细碳酸钙；第四步，过滤干燥。本发明具有以下优点：(1)解决了电石渣排放带来的环境污染问题；(2)由于不用NH₄Cl制备碳酸钙，解决了产生NH₃对环境造成的破坏问题；(3)用HCl与电石渣反应，可以使电石渣中的Ca(OH)₂以及电石渣被空气碳化后生成的CaCO₃都转化为CaCl₂，进而可提高电石渣的回收率；(4)采用电石渣与水直接混合制备成料浆，代替传统的干燥或高温煅烧预处理，从而降低了电石渣预处理时的能量消耗。本发明适用于大量使用电石的企业，尤其适用于具有聚氯乙烯生产线的氯碱企业。

Description

一种电石渣制备不同晶形微细和超细碳酸钙的方法

技术领域

本发明与钙的碳酸盐有关，具体来说，是以电石渣为原料，采用复分解法制备不同晶形微细和超细碳酸钙的方法。

背景技术

电石渣是电石与水反应制取乙炔产生的碱性废渣，其主要成分是氢氧化钙。目前我国每年消耗电石约1500万吨，按每耗1吨电石产生废渣1.2吨计算，每年产生的电石渣就达1800万吨，而其利用率不足30％。电石渣大量堆积，这不仅占用土地而且会造成二次污染。因此，电石渣的资源化利用迫在眉睫。

目前开发了电石渣制备高活性氧化钙(CN88100820.6)、用作锅炉烟气的脱硫吸收剂(CN99121910.4)、用于制备高钙碳及生产电石(CN03135103.4)、用于制造高压免烧电石渣砖(CN200510020443.8)、用作水泥熟料的原料(CN200510021024.6)等。电石渣含有大量的氢氧化钙成份，还可以将其作为原料制备微细和超细碳酸钙，已有的发明专利主要有：用电石渣制取高纯度工业碳酸钙的方法(CN1058005)，超微细轻质碳酸钙生产工艺(CN1172073)，一种纳米活性碳酸钙的制备方法(CN1438178)，用电石渣制造纳米活性碳酸钙联产碳粉的方法(CN1796284)，用电石渣制备超细碳酸钙的方法(CN1854069)等。但是，以上都只有介绍利用电石渣制备单一晶形微细或超细碳酸钙的方法。并且，制备方法采用电石渣水洗、烘干或煅烧的预处理方式，从而增加制备碳酸钙的成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电石渣制备不同晶形微细和超细碳酸钙的方法，利用电石渣中的氢氧化钙成分，生产附加值高的不同晶形微细和超细碳酸钙产品，以克服现有技术的缺点，为电石渣的利用开辟一条新路。

本发明的方法是通过以下4个工艺步骤实现的：

第一步电石渣的预处理

将电石渣与一定质量的水混合，制得电石渣浆。

第二步氯化钙溶液的制备

按上一步制得的电石渣浆，在搅拌的作用下不断滴加HCl，直至电石渣的水溶液pH值达到8左右，过滤，得到的滤液即为氯化钙溶液，主要反应式如下：

Ca(OH)₂+2HCl＝CaCl₂+2H₂O

第三步复分解反应制备微细和超细碳酸钙

在氯化钙溶液中加入活化剂，再将溶液置于恒温槽中，然后往溶液中滴加碳酸钠溶液，同时控制恒温槽的温度到达预定值，生产出白色的碳酸钙沉淀，主要反应式如下：

CaCl₂+Na₂CO₃＝CaCO₃+2NaCl

第四步过滤干燥

将按上一步制得碳酸钙沉淀，过滤，烘干、研磨，可分别制得不同晶形微细和超细碳酸钙。

在上述工艺的第一步中，电石渣∶水(质量比)＝1∶10～20。

在上述工艺的第二步中，所述滴加的HCl浓度为3～5mol/L；

在上述工艺的第三步中，所述的活化剂为十二烷基苯磺酸钠，活化剂的加入量为碳酸钙生成量的1％～3％；所述恒温槽温度捆扎在2～100℃，其中制备晶形是方解石型碳酸钙的温度控制在2℃～10℃，制备晶形是球霰石型碳酸钙的温度控制在6℃～15℃，制备晶形是文石型碳酸钙的温度控制在70℃～90℃；所述滴加的碳酸钠浓度为0.05～0.1mol/L，碳酸钠的滴加速度为10～20mL/min。

活化剂十二烷基苯磺酸钠可以单独使用，也可与无水乙醇共用。

在上述工艺的第四步中，所述烘干碳酸钙沉淀的温度为105℃。

本发明具有以下优点：

(1)解决了电石渣排放带来的环境污染问题；

(2)由于不用NH₄Cl制备碳酸钙，解决了产生NH₃对生态环境造成的破坏问题；

(3)用HCl与电石渣反应，可以使电石渣中的Ca(OH)₂以及电石渣陈化后被空气碳化后生成的CaCO₃都转化为CaCl₂，进而可提高电石渣的回收率。

(4)采用电石渣与水直接混合制备成料浆，代替传统的干燥或高温煅烧预处理，从而降低了电石渣预处理时的能量消耗。

本发明的方法采用的技术路线可以实现电石渣预处理方法简单，同时，还可以制备出不同晶形的碳酸钙。制备的不同晶形微细和超细碳酸钙产品可广泛地应用在高档纸品及高档日化产品的填料等众多方面，这为提高电石渣的利用率开辟一条新路。本发明适用于大量使用电石的企业，尤其适用于具有聚氯乙烯生产线的氯碱企业。

附图说明

图1为晶形是方解石型的碳酸钙，图2为晶形是球霰石型的碳酸钙，图3为晶形是文石型的碳酸钙。

具体实施方式

实施例1：按电石渣∶水(质量比)＝1∶20比例制备料浆，在磁力搅拌的作用下，滴加5mol/L的HCl，使溶液的pH值达到8左右，静置，过滤后往滤液中加入十二烷基苯磺酸钠，控制十二烷基苯磺酸钠的加入量为生成碳酸钙质量的1％，然后以19mL/min的速度滴加0.08mol/L的碳酸钠溶液到滤液中，直至反应到达终点。同时反应过程中控制温度在5℃，过滤、干燥后经扫描电镜对产品进行分析，得到晶形是方解石型的碳酸钙。

实施例2：按电石渣∶水(质量比)＝1∶20比例制备料浆，在磁力搅拌的作用下，滴加5mol/L的HCl，使溶液的pH值达到8左右，静置，过滤后往滤液中加入十二烷基苯磺酸钠，控制十二烷基苯磺酸钠的加入量为生成后碳酸钙质量的1％，然后以19mL/min的速度滴加0.08mol/L的碳酸钠溶液到滤液中，直至反应到达终点。同时反应过程中控制温度在12℃，过滤、干燥后经扫描电镜对产品进行分析，得到晶形是球霰石型的碳酸钙。

实施例3：按电石渣∶水(质量比)＝1∶20比例制备料浆，在磁力搅拌的作用下，滴加5mol/L的HCl，使溶液的pH值达到8左右，静置，过滤后往滤液中加入十二烷基苯磺酸钠，控制十二烷基苯磺酸钠的加入量为生成碳酸钙质量的1％，然后以19mL/min的速度滴加0.08mol/L的碳酸钠溶液到滤液中，直至反应到达终点。同时反应过程中控制温度在80℃，过滤、干燥后经扫描电镜对产品进行分析，得到晶形是文石型的碳酸钙。

Claims (7)

1一种电石渣制备不同晶形微细和超细碳酸钙的方法，其特征在于该方法是通过以下4个工艺步骤实现的：

第一步电石渣的预处理

将电石渣与清水混合，制得电石渣浆；

第二步氯化钙溶液的制备

按上一步制得的电石渣浆，在搅拌的作用下不断滴加HCl，直至电石渣的水溶液pH值达到8左右，过滤，得到的滤液即为氯化钙溶液；

第三步复分解反应制备微细和超细碳酸钙

在氯化钙溶液中加入活化剂，再将溶液置于恒温槽中，然后往溶液中滴加碳酸钠溶液，同时控制恒温槽的温度到达预定值，生产出白色的碳酸钙沉淀；

第四步过滤干燥

将按上一步制得碳酸钙沉淀，过滤，烘干、研磨，可分别制得不同晶形微细和超细碳酸钙。

2按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述工艺的第一步中，所述的电石渣与水的质量比为1∶10～20。

3按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述工艺的第二步中，所述滴加的HCl浓度为3～5mol/L；

4按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述工艺的第三步中，所述的活化剂为十二烷基苯磺酸钠，活化剂加入量为碳酸钙生成量的1％～3％；所述恒温槽温度捆扎在2℃～100℃；所述滴加的碳酸钠浓度为0.05～0.1mol/L，碳酸钠的滴加速度为10～20mL/min。

5按照权利要求1或4所述的方法，其特征在于制备晶形是方解石型碳酸钙的温度控制在2℃～10℃，制备晶形是球霰石型碳酸钙的温度控制在6℃～15℃，制备晶形是文石型碳酸钙的温度控制在70℃～90℃。

6按照权利要求1和4所述的方法，其特征在于活化剂十二烷基苯磺酸钠单独使用，或与无水乙醇共用。

7按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述工艺的第四步中，所述烘干碳酸钙沉淀的温度为105℃。

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