專(zhuān)利名稱(chēng)：一種燒堿的制備新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)城本發(fā)明提出了電石渣有效利用的新途徑，發(fā)現(xiàn)了電石渣可以替代石灰與碳酸鈉或碳酸氫鈉反應(yīng)制備高濃度燒堿的新工藝及副產(chǎn)以碳酸鈣為主要成分的廢渣的廣泛用途，對(duì)苛化法的工藝和工程進(jìn)行了創(chuàng)新。
背景技術(shù)：
電石渣是碳化鈣經(jīng)水解生產(chǎn)乙炔氣后的廢渣，其中含有大量的氧化鈣和少量的硅、鐵、鋁、鈣、鎂及碳渣。相關(guān)分析研究查明，電石渣中自由水的含量為35.60％；干燥后的電石泥渣中的化合水、三氧化二鐵、三氧化二鋁、氧化鈣、氧化鎂、二氧化鈦、二氧化硅、碳渣含量分別為19.95％、2.27％、2.39％、65.49％、0.77％、0.40％、4.28％、2.14％。
乙炔被作為PVC、聚氯乙烯和氯丁橡膠的主要原料，需求巨大，目前我國(guó)的PVC產(chǎn)量已接近千萬(wàn)噸，所產(chǎn)生的電石渣達(dá)八百萬(wàn)噸左右。由于其成分較為復(fù)雜，并帶有臭味，在很多地方對(duì)周邊的環(huán)境造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，是我國(guó)清潔生產(chǎn)和資源循環(huán)利用的重點(diǎn)和難點(diǎn)。目前我國(guó)的電石渣只有很少量的用于混凝土和水泥漿，大部分的作為固體廢渣，沒(méi)有得到充分的利用。目前電石渣不但占用大量的土地堆放，而且污染堆放場(chǎng)地附近的水資源，容易風(fēng)干起飛灰，形成粉塵和大氣污染，是必須重視和優(yōu)先處理和利用的工業(yè)廢棄物。
對(duì)電石渣的綜合利用，目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)較好的處理方法以使其資源化。資料顯示有科技工作者做過(guò)以下工作。
利用電石渣作為脫硫劑，目前它的消耗量還太??；利用電石渣生產(chǎn)空心磚等墻體材料，由于該技術(shù)產(chǎn)品的附加值較低，市場(chǎng)前景不明，實(shí)際運(yùn)行中其消耗電石渣量有限；利用電石渣生產(chǎn)水泥主要以 “濕磨干燒”法為主，由于該技術(shù)尚存在不少問(wèn)題，大規(guī)模的應(yīng)用電石渣還存在不少困難。
上述各種方案都存在一定缺陷，未能實(shí)現(xiàn)電石渣大規(guī)模的有效利用，經(jīng)濟(jì)效益不顯著，因此，開(kāi)發(fā)一種節(jié)能降耗、工藝和工程技術(shù)水平高、可以大規(guī)模銷(xiāo)納電石渣，并且副產(chǎn)物可以充分利用的電石渣利用新技術(shù)意義重大。
根據(jù)上述電石渣利用存在的問(wèn)題，本發(fā)明人開(kāi)發(fā)了一條生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本低，產(chǎn)品附加值高、可以廣泛推廣、可以大量消耗電石渣的新的工藝路線(xiàn)，具有重大的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益和社會(huì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
電石渣的主要成份是氫氧化鈣，如能替代熟石灰并對(duì)苛化反應(yīng)進(jìn)行工藝和工程創(chuàng)新，通過(guò)條件優(yōu)化，直接獲取品質(zhì)合格的高濃度液堿，同時(shí)產(chǎn)出有較高細(xì)度的輕質(zhì)碳酸鈣副產(chǎn)品，并能符合塑料、橡膠、瀝青、涂料、混凝土等材料領(lǐng)域的應(yīng)用要求，則不但可以開(kāi)辟電石渣的資源化有效利用的新途徑，而且對(duì)傳統(tǒng)苛化法的節(jié)能降耗優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮和資源綜合利用潛力的發(fā)掘意義更為重大。電石渣的主要成分是氫氧化鈣，本發(fā)明者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期、反復(fù)研究，解決了電石渣與小蘇打或純堿進(jìn)行有效反應(yīng)、高收率的高濃度的獲得品質(zhì)合格的液堿，消除電石渣難聞的臭味，并可同時(shí)副產(chǎn)符合材料要求的輕鈣產(chǎn)品的難題。
苛化法制燒堿基于如下可逆反應(yīng)
此反應(yīng)在一定條件下(一定的濃度和溫度)，會(huì)建立平衡，但不能達(dá)到終點(diǎn)。因?yàn)榧儔A和燒堿都易溶于水，反應(yīng)的方向主要取決于Ca(OH)2和CaCO3的溶解度。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，NaOH含量的遞增，由于同離子效應(yīng)，Ca(OH)2的溶解度遞減，直到與CaCO3的溶解度接近而建立平衡。
通過(guò)石灰與純堿為原料的苛化法制備液堿的工藝目前幾乎已被淘汰，其存在的主要問(wèn)題是制得的液堿濃度低(僅10％左右)，為得到濃度更高的液堿需大量濃縮，能耗大；更嚴(yán)重的是苛化泥廢渣中夾帶大量的原料和產(chǎn)品，導(dǎo)致原材料轉(zhuǎn)化率低和產(chǎn)品收率低，而苛化泥的洗滌是一項(xiàng)非常艱辛而繁瑣的工作，這是苛化法成敗的關(guān)鍵；還有洗滌后的大量廢渣的利用和處理難題未能有效解決。
本發(fā)明者通過(guò)大量的試驗(yàn)，從工藝和工程條件方面優(yōu)化了苛化法。將電石渣與純堿和/或小蘇打(純堿中間體)在優(yōu)化的工藝與工程條件下進(jìn)行苛化反應(yīng)，并通過(guò)有效分離手段可以高收率地得到高濃度的液堿，并副產(chǎn)達(dá)到在涂料、塑料、瀝青等領(lǐng)域應(yīng)用要求的碳酸鈣渣。
本發(fā)明所述的純堿我國(guó)的產(chǎn)能已達(dá)到近1700萬(wàn)噸，也有可以開(kāi)采的天然堿。純堿的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)是通過(guò)在氯化鈉、氨水中通入二氧化碳沉淀出小蘇打，再進(jìn)一步加熱脫出二氧化碳得到，有著名的侯德榜法和聯(lián)堿法。由于副產(chǎn)的氯化銨和氯化鈣，本發(fā)明者已開(kāi)發(fā)了新的有效利用途徑，因此，該工藝路線(xiàn)有重大的拓展前景。
本發(fā)明可以選用碳酸氫鈉(純堿制備中間體)、工業(yè)碳酸鈉、天然堿或其混合物為原料，可與純堿廠聯(lián)產(chǎn)。根據(jù)市場(chǎng)情況和主副產(chǎn)品應(yīng)用情況和效益測(cè)算情況，可以選用多消耗電石渣、多副產(chǎn)碳酸鈣的小蘇打工藝路線(xiàn)，也可以選用多產(chǎn)燒堿、少副產(chǎn)碳酸鈣渣的純堿工藝路線(xiàn)，根據(jù)相關(guān)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析，在鹽產(chǎn)地利用鍋爐尾氣自產(chǎn)小蘇打和純堿的原材料成本僅有300-500元/噸，而液堿(折百)的售價(jià)在1500元/噸左右。作為材料添加劑的輕鈣的價(jià)格在300-800元/噸，因此，該工藝的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益顯著。
由于純堿可以實(shí)現(xiàn)二氧化碳的有效利用，加之目前電解法制備燒堿的能耗高(每噸耗電2200度)，離子膜和金屬陽(yáng)極的更換成本高，所使用的鹽需進(jìn)行凈化處理。盡管?chē)?guó)家給予了保護(hù)性電價(jià)(0.35元/度)，但其合成成本仍然很高，作為高耗能的氯堿行業(yè)的利潤(rùn)很低。因此，如能有效地解決苛化法的工藝和工程問(wèn)題，并充分的利用好豐富廉價(jià)的石灰和電石渣資源，就可以使非電解的燒堿合成工藝得到新生。這在能源價(jià)格高漲、能源危機(jī)凸現(xiàn)的我國(guó)意義尤為重大。
我們?cè)谘邪l(fā)中發(fā)現(xiàn)，通過(guò)優(yōu)化加料方式、加料速度、加料溫度、加料時(shí)間等工藝條件，并結(jié)合中間出料、間歇式吹洗、抽洗、離心洗和洗水套用等多種工程手段，可以一次性獲得濃度達(dá)到20％的液堿；通過(guò)活性炭、雙氧水脫色可以獲得近乎無(wú)色的液堿；產(chǎn)品經(jīng)過(guò)與電解法合成的工業(yè)液堿的化學(xué)分析和原子吸收比較，完全達(dá)到品質(zhì)要求，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)新的雜質(zhì)；產(chǎn)品應(yīng)用表明完全符合使用要求。副產(chǎn)的碳酸鈣渣白度可達(dá)90，400目的篩余物不到2％，可作為材料的改性和填充劑，烘干物具有很好的吸水性。經(jīng)試用證明，可以作為涂料、膩?zhàn)又械奶砑觿?，替代輕鈣、部分重鈣和其它無(wú)機(jī)填充物。副產(chǎn)的碳酸鈣渣作為替代廢輪胎、ABS、PE等有機(jī)改性劑的廉價(jià)無(wú)機(jī)改性材料，在瀝青中添加量達(dá)10％左右時(shí)，依然達(dá)到可用于高速公路的改性瀝青標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)上述處理過(guò)后的產(chǎn)品，電石渣的臭味在主副產(chǎn)品中完全消失，取得了理想的效果，從而完成本發(fā)明。
本發(fā)明方法可以采用例如如下具體實(shí)施方案1.電石渣與碳酸氫鈉通過(guò)苛化反應(yīng)制備燒堿和輕質(zhì)碳酸鈣將定量的水、洗渣堿水或稀堿加入苛化反應(yīng)釜中，再一次性或分批加入碳酸氫鈉，混合攪拌，并加熱保溫促使物料溶解。其中碳酸氫鈉與水的摩爾比為1∶3-300，優(yōu)選的比例以能夠充分均勻的混合并得到需要濃度液堿為原則。溫度控制在10-150℃，優(yōu)選為40-100℃。保溫時(shí)間0-10小時(shí)，優(yōu)選為0.5-3小時(shí)。視情況可直接加入電石渣或保溫一段時(shí)間后再加入電石渣，并保持一定的反應(yīng)溫度。其中電石渣根據(jù)其中所含的氧化鈣(氫氧化鈣)含量來(lái)加，氧化鈣(氫氧化鈣)與碳酸氫鈉的摩爾比為1∶0.5-3.0，優(yōu)選為1∶0.8-1.2。保溫溫度控制在10-150℃，優(yōu)選為40-100℃。保溫時(shí)間0.5-50小時(shí)，優(yōu)選為2-10小時(shí)。將碳酸鈉和電石渣也可以同時(shí)、分次或交替性加入底水或液體底料中，可以制得更高濃度、更小細(xì)度的碳酸鈣。
在反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中或反應(yīng)結(jié)束后可趁熱在板框機(jī)、離心機(jī)、抽濾槽中過(guò)濾，并用可完全套用于下批反應(yīng)液的洗水多次間歇式吹洗、抽洗、離心洗和洗水套用等多種工程手段，達(dá)到省水、節(jié)能、提高洗滌效果，減少濾渣中原料和產(chǎn)品夾帶的目的，提高液堿的質(zhì)量。反應(yīng)過(guò)程可根據(jù)需要采取定型多次加料方式，反應(yīng)和后處理過(guò)程中可以使用濾渣反復(fù)打漿和洗吹等形式，進(jìn)一步提高傳質(zhì)和洗滌效果。所得的碳酸鈣濾渣可以利用鍋爐尾氣的余熱進(jìn)行烘干和沸騰干燥，不但可以節(jié)能，而且可以中和堿性提高副產(chǎn)物碳酸鈣的品質(zhì)。
2.電石渣與碳酸鈉通過(guò)苛化反應(yīng)制備燒堿和輕質(zhì)碳酸鈣將定量的水、洗渣堿水或稀堿加入苛化反應(yīng)釜中，再一次性或分批加入碳酸鈉，混合攪拌，適當(dāng)加熱以促使物料溶解。其中碳酸鈉與水的摩爾比為1∶3-300，優(yōu)選的比例以能夠充分均勻的混合并得到需要濃度液堿為原則。溫度控制在10-150℃，優(yōu)選為40-100℃。保溫時(shí)間0-10小時(shí)，優(yōu)選為0.5-3小時(shí)。視情況可直接加入電石渣或保溫一段時(shí)間后再加入電石渣，并保持一定的反應(yīng)溫度。其中電石渣根據(jù)其中所含的氧化鈣(氫氧化鈣)含量來(lái)加，氧化鈣(氫氧化鈣)與碳酸鈉的摩爾比為1∶0.5-3.0，優(yōu)選為1∶0.8-1.2。保溫溫度控制在10-150℃，優(yōu)選為40-100℃。保溫時(shí)間0.5-50小時(shí)，優(yōu)選為2-10小時(shí)。將碳酸鈉和電石渣也可以同時(shí)、分次或交替性加入底水或液體底料中，可以制得更高濃度、更小細(xì)度的碳酸鈣。所得燒堿溶液經(jīng)過(guò)活性炭或雙氧水脫色，可得到近乎無(wú)色透明產(chǎn)品。碳酸根超標(biāo)的產(chǎn)品可用氫氧化鈣進(jìn)行調(diào)整。
在反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中或反應(yīng)結(jié)束后可趁熱在板框機(jī)、離心機(jī)、抽濾槽中過(guò)濾，并用可完全套用于下批反應(yīng)液的洗水多次間歇式吹洗、抽洗、離心洗和洗水套用等多種工程手段，達(dá)到省水、節(jié)能、提高洗滌效果，減少濾渣中原料和產(chǎn)品夾帶的目的，提高液堿的質(zhì)量。反應(yīng)過(guò)程可根據(jù)需要采取定型多次加料方式，反應(yīng)和后處理過(guò)程中可以使用超聲，進(jìn)一步提高傳質(zhì)和洗滌效果。所得的碳酸鈣濾渣可以利用鍋爐尾氣得余熱進(jìn)行烘干和沸騰干燥，不但可以節(jié)能，而且可以中和堿性提高副產(chǎn)物碳酸鈣的品質(zhì)。
本發(fā)明方法具有如下特點(diǎn)通過(guò)對(duì)苛化法的創(chuàng)新，發(fā)明了既可以大規(guī)模處理電石渣，有效解決了其對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題，又生產(chǎn)了符合工業(yè)要求的液堿和碳酸鈣，使苛化法再具有先進(jìn)性、新穎性和實(shí)用性。
該工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，投資少，產(chǎn)品附加值高，既可有效利用三廢，又達(dá)到了清潔生產(chǎn)、資源利用的目的。為具有顯著的節(jié)能降耗特點(diǎn)的非電解法燒堿工藝的推廣，掃清了工程技術(shù)障礙。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明可用下文中的非限定性實(shí)施例作進(jìn)一步的說(shuō)明。
實(shí)施例1電石渣與碳酸氫鈉通過(guò)苛化反應(yīng)制備燒堿和輕質(zhì)碳酸鈣將1.0L水加入到反應(yīng)瓶中，再加入500g碳酸氫鈉，混合攪拌，并加熱至95℃以上，保溫約0.5h物料溶解。隨后加入480g電石渣(其中氫氧化鈣含量88％)繼續(xù)在95℃保溫?cái)嚢?，過(guò)程中取樣檢測(cè)燒堿濃度，保溫時(shí)間約4小時(shí)結(jié)束。趁熱離心吹洗過(guò)濾，得到1040g燒堿溶液，NaOH含量20.6％，得率95％，碳酸鈉含量0.7％。濾渣洗滌后經(jīng)干燥粉碎得到輕質(zhì)碳酸鈣共630g，細(xì)度大于400目。
實(shí)施例2電石渣與碳酸鈉通過(guò)苛化反應(yīng)制備燒堿和輕質(zhì)碳酸鈣將0.5L水加入到反應(yīng)瓶中，分次加入250g碳酸鈉，混合攪拌，并加熱至95℃以上，保溫約0.5h物料溶解。隨后分次加入190g電石渣(其中氫氧化鈣含量88％)繼續(xù)在95℃保溫?cái)嚢?，過(guò)程中取樣檢測(cè)燒堿濃度，保溫時(shí)間約4小時(shí)結(jié)束。趁熱離心吹洗過(guò)濾，得到823g燒堿溶液，NaOH含量21％，得率95％，碳酸鈉含量0.8％。濾渣洗滌后經(jīng)干燥粉碎得到輕質(zhì)碳酸鈣共250g，細(xì)度大于400目。
實(shí)施例3以氯化鈉和碳酸氫銨為原料先制備碳酸氫鈉，再加入定量電石渣通過(guò)苛化反應(yīng)制備燒堿和輕質(zhì)碳酸鈣將360g氯化鈉溶于1000g水中，水溫60℃，充分?jǐn)嚢枞芙庵脸吻?。過(guò)濾除去雜質(zhì)后濾液降溫至35℃，加入480g碳酸氫銨，保溫?cái)嚢?0分鐘，出現(xiàn)大量沉淀，降溫至25℃，過(guò)濾得到碳酸氫鈉固體500g。濾液中加入氯化鈉350g，析出氯化銨晶體，過(guò)濾后濾液循環(huán)套用制碳酸氫鈉。
將1.0L水加入到反應(yīng)瓶中，再加入上述工藝所得碳酸氫鈉500g，混合攪拌，并加熱至95℃以上，保溫約0.5h物料溶解。隨后加入480g電石渣(其中氫氧化鈣含量88％)繼續(xù)在95℃保溫?cái)嚢?，過(guò)程中取樣檢測(cè)燒堿濃度，保溫時(shí)間約4小時(shí)結(jié)束。趁熱離心吹洗過(guò)濾，得到1060g燒堿溶液，NaOH含量20％，得率95％，碳酸鈉含量0.9％。濾渣洗滌后經(jīng)干燥粉碎得到輕質(zhì)碳酸鈣共626g，細(xì)度大于400目。將此輕質(zhì)碳酸鈣用于水性乳膠漆中的底漆或膩?zhàn)宇I(lǐng)域，添加量可達(dá)15％，性能優(yōu)越。也可添加至瀝青中，添加量可達(dá)10％，瀝青的各項(xiàng)性能指標(biāo)均得到一定程度提高。也可用于PVC塑料中作填料，添加量大于9％。本輕質(zhì)碳酸鈣還可用于混凝土等領(lǐng)域。因此本工藝的廢渣----輕質(zhì)碳酸鈣已完全資源化。
實(shí)施例4
以氯化鈉和二氧化碳、氨水為原料先制備碳酸氫鈉，再加入定量電石渣通過(guò)苛化反應(yīng)制備燒堿和輕質(zhì)碳酸鈣將360g氯化鈉溶于1000g水中，水溫60℃，充分?jǐn)嚢枞芙庵脸吻?。過(guò)濾除去雜質(zhì)后濾液降溫至35℃，加入氨水(28％)400g，通二氧化碳，保持壓力0.02Mpa，保溫?cái)嚢?.5小時(shí)，出現(xiàn)大量沉淀，降溫至25℃，過(guò)濾得到碳酸氫鈉固體500g。濾液中加入氯化鈉350g，析出氯化銨晶體，過(guò)濾后濾液循環(huán)套用制碳酸氫鈉，氯化銨可作商品出售。
將1000g水加入到反應(yīng)瓶中，再加入上述工藝所得碳酸氫鈉500g，混合攪拌，并加熱至95℃以上，保溫約0.5h物料溶解。隨后加入480g電石渣(其中氫氧化鈣含量88％)繼續(xù)在95℃保溫?cái)嚢?，過(guò)程中取樣檢測(cè)燒堿濃度，保溫時(shí)間約4小時(shí)結(jié)束。趁熱離心吹洗過(guò)濾，得到1050g燒堿溶液，NaOH含量20.3％，得率95.1％，碳酸鈉含量0.85％。濾渣洗滌后經(jīng)干燥粉碎得到輕質(zhì)碳酸鈣共626g，細(xì)度大于400目。將此輕質(zhì)碳酸鈣用于水性乳膠漆中的底漆或膩?zhàn)宇I(lǐng)域，添加量可達(dá)15％，性能優(yōu)越。也可添加至瀝青中，添加量可達(dá)10％，瀝青的各項(xiàng)性能指標(biāo)均得到一定程度提高。也可用于PVC塑料中作填料，添加量大于9％。本輕質(zhì)碳酸鈣還可用于混凝土等領(lǐng)域。因此本工藝的廢渣----輕質(zhì)碳酸鈣已完全資源化。
實(shí)施例5天然堿與電石渣通過(guò)苛化反應(yīng)制備燒堿和輕質(zhì)碳酸鈣將1000g水加入到反應(yīng)瓶中，再加入500g晶堿石(NaHCO3.Na2CO3.2H2O)，混合攪拌，并加熱至95℃以上，保溫約0.5h物料溶解。隨后加入380g電石渣(其中氫氧化鈣含量88％)繼續(xù)在95℃保溫?cái)嚢?，過(guò)程中取樣檢測(cè)燒堿濃度，保溫時(shí)間約4小時(shí)結(jié)束。趁熱離心吹洗過(guò)濾，得到1220g燒堿溶液，NaOH含量20.6％，得率94.7％，碳酸鈉含量1.0％。濾渣洗滌后經(jīng)干燥粉碎得到輕質(zhì)碳酸鈣共496g，細(xì)度大于400目。將此輕質(zhì)碳酸鈣用于水性乳膠漆中的底漆或膩?zhàn)宇I(lǐng)域，添加量可達(dá)15％，性能優(yōu)越。也可添加至瀝青中，添加量可達(dá)10％，瀝青的各項(xiàng)性能指標(biāo)均得到一定程度提高。也可用于PVC塑料中作填料，添加量大于9％。本輕質(zhì)碳酸鈣還可用于混凝土等領(lǐng)域。因此本工藝的廢渣----輕質(zhì)碳酸鈣已完全資源化。
實(shí)施例6熟石灰與碳酸氫鈉通過(guò)苛化反應(yīng)制備燒堿和輕質(zhì)碳酸鈣將650g水加入到反應(yīng)瓶中，再加入500g碳酸氫鈉，混合攪拌，并加熱至95℃以上，保溫約0.5h物料溶解。隨后加入480g熟石灰(其中氫氧化鈣含量88％)繼續(xù)在95℃保溫?cái)嚢?，過(guò)程中取樣檢測(cè)燒堿濃度，保溫時(shí)間約4小時(shí)結(jié)束。趁熱離心吹洗過(guò)濾，得到977g燒堿無(wú)色透明溶液，NaOH含量21.5％，得率95％，碳酸鈉含量0.9％。濾渣洗滌后經(jīng)干燥粉碎得到輕質(zhì)碳酸鈣共630g，細(xì)度大于400目，白度90。
實(shí)施例7
電石渣與碳酸氫鈉通過(guò)苛化反應(yīng)制備燒堿和輕質(zhì)碳酸鈣將1000L水加入到反應(yīng)釜中，分次加入500kg碳酸氫鈉，混合攪拌，并加熱至95℃以上。分次加入480kg電石渣(其中氫氧化鈣含量88％)繼續(xù)在95℃保溫?cái)嚢?，過(guò)程中取樣檢測(cè)燒堿濃度，加熱攪拌4小時(shí)。打入板框過(guò)濾器中，并分次用1000L的水洗滌濾渣，洗水可以作為下批反應(yīng)底料。過(guò)濾得到985kg燒堿溶液，NaOH含量20.6％，得率90％，碳酸鈉含量0.8％。濾渣洗滌后經(jīng)干燥粉碎得到輕質(zhì)碳酸鈣共630kg，細(xì)度大于400目。
實(shí)施例8電石渣與碳酸氫鈉通過(guò)苛化反應(yīng)制備燒堿和輕質(zhì)碳酸鈣將實(shí)施例7中的洗滌水加入到反應(yīng)釜中，分次加入500kg碳酸氫鈉，混合攪拌，并加熱至95℃以上。分次加入480kg電石渣(其中氫氧化鈣含量88％)繼續(xù)在95℃保溫?cái)嚢?，過(guò)程中取樣檢測(cè)燒堿濃度，加熱攪拌4小時(shí)。打入板框過(guò)濾器中，并分次用1000L的水洗滌濾渣，并間歇用空壓機(jī)吹出洗水，洗水可以作為再下一批反應(yīng)底料。過(guò)濾得到956kg燒堿溶液，NaOH含量22.5％，得率95％，碳酸鈉含量0.8％。濾渣經(jīng)干燥粉碎得到輕質(zhì)碳酸鈣共630kg，細(xì)度大于400目。
對(duì)比實(shí)施例1將1500mL水加入到反應(yīng)瓶中，再加入530g(5mol)碳酸鈉，混合攪拌至物料溶解。隨后加入411g(5mol)熟石灰(其中氫氧化鈣含量90％)，加熱至95-100℃，保溫2h后過(guò)濾，得到1290g燒堿溶液，經(jīng)中和滴定分析氫氧化鈉含量為12.4％，得率90％。碳酸根含量3.5％。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明提供一種以電石渣、生石灰或熟石灰和純堿或小蘇打?yàn)樵嫌酶倪M(jìn)的苛化法進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)制備高濃度液堿和符合材料要求的碳酸鈣渣的新技術(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其中，純堿或小蘇打可以為通過(guò)食鹽、氨水和二氧化碳工業(yè)途徑獲得的碳酸氫鈉和碳酸鈉，也可以是天然堿；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其中，所述的電石渣為制備乙炔的副產(chǎn)廢渣；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述，其中，所述用生石灰和/或熟石灰替代電石渣會(huì)獲得更好品質(zhì)的主副產(chǎn)品；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其中，所述反應(yīng)溫度為10-150℃，優(yōu)選為40-100℃；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其中，所述氧化鈣(氫氧化鈣)與碳酸氫鈉或碳酸鈉的摩爾比為1∶0.5-3.0，優(yōu)選為1∶0.8-1.2；
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其中，所述反應(yīng)時(shí)間為0.5-50小時(shí)，優(yōu)選為2-10小時(shí)；
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其中，所述原料的可以一次性先后加入或分次同步或交替加入，后者有利于提高濃度；
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其中，所述該渣可在回用打漿或少量多次水洗，間歇鼓風(fēng)吹凈洗液等形式，減少套水量，提高洗滌效果；
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9所述，其中，所述反應(yīng)用水可以用上批洗水或稀堿液作為底水。
全文摘要
本發(fā)明很好地解決了苛化法的使用和電石渣的處理難題。提出了也可以用電石渣替代熟石灰與不同組分的碳酸鈉、碳酸氫鈉在一定的條件下反應(yīng)制備得到具有廣泛工業(yè)用途的燒堿和輕質(zhì)碳酸鈣，具有很好的環(huán)保效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C01F11/00GK101092240SQ20061008649
公開(kāi)日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2006年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月23日
發(fā)明者謝增勇, 馮天瀚, 尹應(yīng)武, 明揚(yáng)靜, 陳啟宏, 雷洪, 趙丹, 鄭長(zhǎng)春, 馮倩 申請(qǐng)人:北京清華紫光英力化工技術(shù)有限責(zé)任公司