[发明专利]一种用电石渣制备轻质碳酸钙的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种简便经济制备轻质碳酸钙的新方法，特别是以电石渣作为原料，制备轻质碳酸钙的的工艺。

背景技术

电石是一种重要的化工原料，采用电石生产乙炔及相关化工产品，如聚氯乙烯、维尼纶、炭黑等产品时，会有大量的电石渣排出。据国家发展与改革委员会的统计，2006年我国产生的电石渣总量达到惊人的1100多万吨之巨。电石渣的主要成分是氢氧化钙，同时还含有碳酸钙、二氧化硅、碳渣、氧化铁、氧化铝、氧化镁等杂质。由于其成分较为复杂，并带有臭味，对周边环境造成了严重的污染，是我国清洁生产和资源循环利用的重点和难点，也成为影响聚氯乙烯等电石下游产品生产规模扩大和发展的主要制约因素。

目前，国内电石渣综合利用的主要途径有建筑与路基材料原料，废气与废水处理，以及生产普通化工产品（如氧化钙、漂白粉、碳酸钙等）。将电石渣作为建材与路基材料是处理电石渣的有效途径，但对于产生电石渣的厂家而言虽解决了废弃物处理问题，却无经济效益；电石渣用于环保领域，可达到以废治废的目的，但用量有限；以电石渣制备一般化工产品，其预处理过程复杂，而产品价格不高，经济效益有限，厂家积极性不高。所以，大部分厂家仍将电石渣弃置，既浪费资源又污染环境。因而如果以电石渣为原料制备出高纯度的轻质碳酸钙不仅能够消除电石渣污染环境的问题，还可以得到高附加值的产品。

目前使用电石渣作为原料制备碳酸钙主要有以下几个途径：

1）电石渣煅烧碳化法

其原理是将电石渣高温煅烧后生产的生石灰与水发生消化反应，再通过向消化液中通入CO₂或者其它的碳化液得到沉淀的碳酸钙。

此工艺存在明显的缺陷，电石渣中的杂质（如Si、Mg、Fe、Al等的氧化物）在整个过程中不能除去，还有在煅烧的过程中易形成比CaO熔点低的多的盐类，这些杂质对电石渣的消化和碳化都有很大的影响。该工艺生产出的碳酸钙在品质、白度、晶型都不是很好，而且干燥、煅烧的过程需要大量的能耗、成本高，难以进行大量的推广。

2）氯化铵提钙碳化法

其原理如下化学方程式：

CaCl₂+2NH₃+CO₂+H₂O→CaCO₃↓+2NH₄Cl

该工艺原理上是可行的，但在第一步反应为了使得氢氧化钙完全反应必须不断地蒸出氨，过滤及碳化过程的实施都会有氨气地溢出，在整个过程工艺中废水、废气、废渣都难以处理，造成污染环境。

3）氨基酸提钙碳化法

尹应武等发明人在专利微细碳酸钙制备新工艺（北京紫光英力化工技术有限公司.微细碳酸钙制备新工艺:中国,CN 101293663B[P].2011-05-25.），用氨基酸作为提取剂和催化剂，制取微细碳酸钙。其方法原理如下：

Ca(OH)₂+NH₂CHRCOOH→(NH₂CHRCOO)₂Ca+H₂O

该步是将微溶于水的氢氧化钙转换为水溶性的氨基酸钙，在控制一定的pH值使得电石渣中的杂质（如Si、Mg、Fe、Al等的氧化物）均以沉淀的形式析出，过滤得到纯净的氨基酸钙的溶液。

再将氨基酸钙的溶液与二氧化碳气体进行反应制备出微细碳酸钙，反应原理如下：

(NH₂CHRCOO)₂Ca+CO₂→CaCO₃+NH₂CHRCOOH

该方法制备出的微细碳酸钙具有粒径小、表面积大、分散性好、良好的平滑性，但是氨基酸的价格比较昂贵，并且氨基酸的碳链较短，表面修饰后的轻钙与聚合物相容性不好，不利于后续工业应用。并且使用二氧化碳气体从工业生产的角度来说，操作复杂，需要特殊的反应装置，成本高，不利于工业生产。所以发明一种廉价的、对环境友好的方法仍是迫切之急。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种利用电石渣制备轻钙的方法。此工艺可以增加利用电石渣生产的附加值，有效地解决环境污染问题，大大的提高电石渣的利用率和价值。本发明利用脂肪酸作为提取剂，可以很好的提取出电石渣中的有效钙，并可以去除电石渣中所含的杂质，生产出的轻钙没有出现聚集的现象，且粒径较小。

本发明所采用的技术方案是：