电石渣成分突破

利用电石渣生产轻质碳酸钙有新突破

2011/8/1/8:50

慧聪涂料原料网讯：最近，河北科技大学开发成功利用电石渣加压碳化生产碳酸钙和烟道气中二氧化碳减排相结合的技术，并已申请了国家发明专利。

电石渣是电石法聚氯乙烯排放的固体废物。目前我国聚氯乙烯产能达到2040万吨，每生产1吨聚氯乙烯约产生2吨电石渣（干基），所以我国电石渣的排放量非常巨大。目前电石渣除少部分用于生产水泥和轻质砖外，大部分作为固体废渣填埋处置，不但占用大量的土地堆放，而且堆放场地附近形成粉尘和大气污染。电石渣的主要成分是氢氧化钙，可通过净化提出纯净氢氧化钙，用于生产轻质碳酸钙。发展这一产业，有望解决国内电石渣的综合利用问题。

另外，以电石渣为原料生产碳酸钙还需要有二氧化碳来源。目前锅炉烟道气是二氧化碳最大的来源，但烟道气中二氧化碳浓度较低，需要对烟道气进行加压，因此从烟道气中捕集二氧化碳的成本偏高。

该技术以电石渣利用和二氧化碳减排有机结合，与现有的电石渣生产碳酸钙技术、二氧化碳烟道气压缩捕集技术相比，实现了三点突破。

一是对燃煤电厂等产生的烟道气或某些碳酸盐煅烧过程产生的窑气中二氧化碳浓度含量低的特点，采用加压碳化方法，通过增大二氧化碳分压来提高碳化反应速率，使得本工艺过程的工业化可操作性增强。同时由于操作压力不高，成本较低。

二是烟道气中的低浓度二氧化碳生成了碳酸钙固体产品，同时实现了烟道气中二氧化碳的捕集和固化封存，与其他的二氧化碳捕集后再封存的方法相比，简单有效。

三是将固体废弃物治理和温室气体减排结合起来，实现了以废治废，变废物为资源。减少了所需的“三废”治理固定资产投入和操作运行费用。同时，减少了高钙矿石资源的开发，生产高附加值的碳酸钙系列产品。具有良好的社会环境效益和经济效益。

据了解，国内轻质碳酸钙的生产正在面临着被调整的困境，为摆脱竞争劣势，轻质碳酸钙企业应发挥化工生产综合利用的优势，开发环保型生产工艺。利用电石渣和烟道气为原料生产轻钙技术，就是一个发展方向。

利用PVC行业电石渣制备立方体晶型纳

米碳酸钙研究

张果龙

【摘要】：电石渣主要成分是Ca(OH)_2,还含有SiO_2、SiO_2、Fe_2O_3、MgO、Al_2O_3等金属氧化物。电石渣制备高附加值的立方体晶型纳米碳酸钙成为一个研究的热点。电石渣是电石溶解生产乙炔过程中的副产物,主要用于烟气脱硫和水泥制造。然而,随着纳米材料研究和应用的发展,通过制备纳米碳酸钙,大大地提高了电石渣的附加值。碳酸钙作为一种价廉质优的填料和白色颜料,广泛用于塑料、橡胶、造纸、涂料、日化等行业,尤其是纳米碳酸钙,能使制品的物理性能得到极大改善。因此利用电石渣生产市场需求量大的纳米碳酸钙,无疑是电石渣综合治理很好的途径。通过传统的搅拌鼓泡碳化,制备出具有完美立方体晶型的纳米碳酸钙产品。以电石渣为原料制备纳米碳酸钙,考察了水、氯化铵、添加剂用量、氨水用量和碳化温度对纳米碳酸钙产品的影响,同时,在碳化反应过程中,对二氧化碳气体的流速和搅拌速率进行了研究。实验得到的碳酸钙粒子通过XRD、BET和SEM等分析手段进行了产品表征,结果显示纳米碳酸钙粒子具有完美的立方体结构,纳米碳酸钙产品尺度为30～80n m,比表面为50～60m~2/g。分析结果显示,合适的碳化温度、二氧化碳气体的流速、搅拌速率和添加剂的选择有利于立方体晶型纳米碳酸钙的形成。研究表明,电石渣经氯化铵溶解后,不溶性杂质与金属离子杂质都被除去,碳酸钙收率达到82%左右。该技术的利用不仅能制备立方体晶型的纳米碳酸钙产品,而且还能有效地解决电石渣污染环境的问题。在电石渣溶解过程中产生的氨气以及氯化钙碳化后过滤过程中产生氯化铵滤液均得到了循环利用,在生产过程中实现了污染因子零排放。本研究为电石渣的综合治理提供了有效的新方法和新技术,同时可得到附加值高、应用广泛的纳米碳酸钙产品,环保效益与经济效益显著。

∙摘要5-6

∙Abstract6-10

∙第1章引言10-27

∙ 1.1 聚氯乙烯行业电石渣的处理与利用10-17

∙ 1.1.1 聚氯乙烯生产现状10-11

∙ 1.1.2 电石渣的基本性能与分析11-13

∙ 1.1.3 电石渣综合利用生产化工产品13-16

∙ 1.1.4 电石渣在环境治理中的应用16-17

∙ 1.2 利用电石渣制备纳米碳酸钙的技术动态17-20

∙ 1.2.1 复分解碳化法17-18

∙ 1.2.2 二氧化碳碳化法18

∙ 1.2.3 碳化方法的实现18-20

∙ 1.3 纳米碳酸钙的特性及应用20-25

∙ 1.3.1 碳酸钙的分类20-21

∙ 1.3.2 纳米碳酸钙的特性21-24

∙ 1.3.3 纳米碳酸钙的应用24-25

∙ 1.4 课题研究内容与目的25-27

∙第2章碳化法制备纳米碳酸钙的实验研究27-35

∙ 2.1 实验原理与步骤27-30

∙ 2.1.1 实验原理与分析27-28

∙ 2.2.2 实验试剂与仪器28-29

∙ 2.2.3 实验步骤29

∙ 2.2.4 碳化实验流程29-30

∙ 2.3 影响纳米碳酸钙粒径与晶型的实验研究30-32

∙ 2.3.1 二氧化碳气体流速的影响30

∙ 2.3.2 碳化反应温度的影响30-32

∙ 2.3.3 添加剂用量的影响32

∙ 2.3.4 搅拌速度的影响32

∙ 2.4 碳酸钙产品表征分析32-34

∙ 2.4.1 碳酸钙产品XRD分析32-33

∙ 2.4.2 碳酸钙产品BET分析33

∙ 2.4.3 碳酸钙产品SEM分析33-34

∙ 2.5 本章小结34-35

∙第3章碳化法制备纳米碳酸钙氯化铵处理工艺参数研究35-40 ∙ 3.1 电石渣预处理温度的确定35-36

∙ 3.1.1 电石渣预处理温度对碳酸钙白度的影响35

∙ 3.1.2 电石渣预处理温度对碳酸钙收率的影响35-36

∙ 3.2 电石渣溶解过程的研究36-39

∙ 3.2.1 氯化铵用量对碳酸钙收率的影响36-37

∙ 3.2.2 氯化铵用量的确定37

∙ 3.2.3 水用量的确定37-39

∙ 3.3 碳化过程氨水用量的确定39

∙ 3.4 本章小结39-40

∙第4章碳化反应结晶机理与反应动力学分析40-47

∙ 4.1 纳米碳酸钙合成机理40-41

∙ 4.2 碳酸钙结晶机理41-42

∙ 4.3 碳化过程pH值变化规律42

∙ 4.4 化学反应机理及过程特性分析42-44

∙ 4.5 二氧化碳的化学吸收44-45

∙ 4.5.1 吸收机理44-45

∙ 4.5.2 传质模型分析45

∙ 4.6 碳化应动力学分析45-47

∙第5章回收工艺研究47-50