[发明专利]一种氧化钙生产装置及生产方法

说明书

本发明公开了一种氧化钙生产装置及生产方法。该方法利用煅烧塔为反应装置，以工业废料电石渣为原料，通过在煅烧塔内对设备进行合理的干燥、预热、煅烧区设置，物料经塔外预热除水、塔内干燥—预烧—煅烧工艺处理，合成纯度＞85%的氧化钙产品，产品收率＞90%。其中，所述的煅烧塔干燥及预烧处理区均设有碳化硅、陶瓷等材质耐高温流化振动筛，可以保证进入煅烧区的物料与热源充分接触，提高物料的烧失量；本发明装置结构简单、占地面积小、能量利用效率高，同时实现了电石渣的高效循环利用，利于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种氧化钙生产装置及生产方法，属于氧化钙的生产工艺技术领域。

背景技术

电石渣是电石生产乙炔时产生的以氢氧化钙为主要成分的固体废残渣，约含氢氧化钙85~95%，碳酸钙1~10%，渣液pH值＞12，呈强碱性。以电石CaC₂与水为原料湿法生产乙炔的工艺简单成熟，目前在我国仍占较大比重。其具体涉及的化学反应为：

根据上述反应计算，实际工业生产过程，1吨电石加水可生成300多公斤乙炔气，同时产生固含量为10~13%的电石渣浆约20吨。乙炔是我国生产聚氯乙烯树脂PVC等的主要原料，随着PVC行业的不断发展，电石渣产量远远超过聚氯乙烯树脂等的产量。大量电石渣经一次脱水后，含水质量百分比仍高达40~50%，体系呈浆状，运输过程中容易渗漏而造成沿途路面环境污染，长期堆积易造成占地面积大、侵蚀堆积地面等问题，同时，传统的露天堆放电石渣粉尘颗粒随风飘散会对环境造成严重的污染，粉尘颗粒也会危机周围居住群体的正常生活及身体健康。

目前，针对电石渣的资源化利用技术，研究者们已经开展了大量的研究：张万友（Energy Procedia ,2012,17(1):1635~1640）等使用氯化铵和碳酸铵试剂作为萃取剂，通过液相法由电石渣制备了高纯度碳酸钙超细粉末。偰南杰等（《反应温度对电石渣合成纳米碳酸钙形貌的影响》，中国粉体技术，2015,21（1）：22~26）利用电石渣为原料合成球状纳米碳酸钙。同时，电石渣在水泥生产、酸性废水处理、土壤改良、二氧化碳固化存储及代替石灰石作为脱硫剂等方面的应用均取得一定成效。但是，利用电石渣生产水泥虽解决了废弃物处理问题，经济效益却非常有限；电石渣用于处理废水废气可以实现废废结合，但用量有限；将电石渣用作某些化工产品的生产原料，需进行过程较复杂的预处理过程，投资成本大等。由于电石渣中富含该资源大部分以氢氧化钙的形式存在，还有少部分以碳酸钙形式存在，人们逐渐开展将电石渣资源化利用生产氧化钙的研究。氧化钙，俗称生石灰，可广泛应用于建筑、化工、钢铁、电石、有色金属及环保领域。在建筑材料中可用于粉煤灰加气块和粉煤灰蒸压砖的原材料，也广泛用于路基加固和建筑砂浆中；可用于钢铁冶炼工艺中的脱硫剂；近年来，随着国家对环保问题的逐渐重视，环保用尤其是火电厂脱硫及工业废水处理用石灰的增长速率超过50%。中国专利CN101514027B公开了一种利用电石渣制备氧化钙的生产工艺：首先对电石渣物料进行筛分除杂、一级和二级干燥；干燥后的物料经分离收集煅烧；煅烧后的物料经二次冷却、分离收集得氧化钙成品。张万友等（《利用电石渣制备高纯度氧化钙的工艺研究》，东北电力大学学报，2014,34（2）：48~51）利用电石渣为原料先置于100~110℃温度下干燥后置于800℃高温焙烧1h，得灰白色预处理电石渣，然后将电石渣与氯化铵按0.6:1的质量比混合并离心过滤分离得氯化钙溶液；再用盐酸酸化氯化钙溶液并加入草酸铵，滴加稀氨水中和过量的盐酸并控制pH=4.4，经过滤、80~130℃干燥制得草酸钙颗粒，500~1000℃焙烧60~120min，制得纯度高达99.05%的氧化钙产品，电石渣中氧化钙回收率84.02%。武志江在《电石渣用作制备氧化钙原料的研究》一文中探究了电石渣粉体的粒度分布特征及矿物的嵌布特征、研究了电石渣原料中化学成分的粒级分布特征、稳定电石渣悬浮液的制备及化学法提纯细粒级电石渣的操作工艺等内容。但是随着人们消费水平得日益提高，电石渣的排放量逐年增加，现有技术已经很难满足电石渣的快速消耗，如何实现电石渣的有效资源化利用和治理成为亟待解决的技术问题。其中利用电石渣制备活性氧化钙，一方面可以解决我国PVC生产过程中的电石渣污染问题，对我国PVC工业发展具有及其重要的意义；另一方面有助于保护石灰石矿产资源和生态环境，使宝贵的石灰石资源可以应用在更重要的领域，使电石渣固废得到减量化、资源化处理。