[发明专利]一种用电石渣制备工业超细活性碳酸钙的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种简便经济制备工业超细活性碳酸钙的新工艺，特别是以电石渣作为原料，采用O/W型微乳液法制备工业超细活性碳酸钙。

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。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。

目前国内电石渣的处理方法主要包括着以下几个方面：

1、填海、填沟有规则堆放

传统的电石渣处理方式就是直接排到海塘或山谷中，填海填沟，几乎没有做防渗处理。此法占地面积大，污染严重，并且没有产生直接的经济效益。

2、用电石渣代替石灰石制水泥

近年来，采用电石渣制水泥在国内一些厂家得到推广。目前，普遍采用湿法工艺。但电石渣含水量高，流动性差，能耗比以石灰石为原料的湿法工艺高20%左右。另外，Ca(OH)₂分解时产生水蒸汽，导致出窑尾废气中水蒸气含量增大，影响电除尘器的使用效率及寿命。

此外水泥项目工艺复杂、占地面积大、投资大、市场饱和、竞争力又弱，大大限制了其发展。

3、电石渣用作化工原料（环氧丙烷）

环氧丙烷是一种重要的化工原料，利用电石渣生产环氧丙烷，不仅充分利用电石渣资源，实现了变废为宝，化害为利，而且生产的环氧丙烷质量稳定，符合标准。但由于要求使用的电石渣中含有的杂质成分少，对设备要求高，投资较大。

4、用电石渣制备碳酸钙

碳酸钙是一种来源广、易制备、价格低的无机材料，被广泛应用于工业领域中。因其热稳定性好，易与各类聚合物相容，在复合物中起着填充增强作用，能降低成本、提升性能，是涂料、塑料加工业中添加量最大、最为常用的原料之一。

但传统工艺制备的碳酸钙易团聚、难分散，影响了其在塑料加工、涂料等产业中的应用，也制约了其发展。

如何将电石渣制备成细颗粒、易与聚合物相容性好的工业超细活性碳酸钙仍然是一个难题，如果能用电石渣作为原料，采用一定的办法，在合成的过程中解决与聚合物的相容性的问题，这样不仅可以消除电石渣对环境的污染，而且可以变废为宝。

CN101293663A中提到氨基酸作为提取剂和催化剂，制取微细碳酸钙。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，表面修饰后的碳酸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，不利于工业化推广。

CN1854069A提出用氯化铵提钙碳化制备碳酸钙。但该方法的碳化产率较低，同时所得碳酸钙表明并没有有机物包覆，与聚合物的相容性并没有改善。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工业超细活性碳酸钙的新工艺。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。本发明利用氯化铵饱和溶液作为提取剂，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，得到氯化钙溶液，再用饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸和氢氧化钠溶液反应得到表面活性剂，采用烷链醇作为助表面活性剂，油相为石油醚，配合形成O/W的微乳液，生产出的工业超细活性碳酸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：

一种用电石渣制备工业超细活性碳酸钙的方法，所述方法为：

（1）将电石渣用少量水润湿后，在20～60℃温度下滴加氯化铵饱和溶液，，控制反应液的pH值为6～8，滴完后搅拌反应1～3小时后抽滤，得到滤液为氯化钙溶液；所述电石渣中钙离子与氯化铵的物质的量之比为1：2～2.4，优选1：2～2.1；