[发明专利]一种电石渣制备不同晶形微细和超细碳酸钙的方法

说明书

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。