專利名稱：利用雙氰胺工業(yè)廢渣制取輕質(zhì)碳酸鈣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種化學(xué)工業(yè)廢渣的處理方法。是對已有的專利申請?zhí)?1109467·9《利用雙氰胺工業(yè)廢渣制取高分子合成制品填充劑》發(fā)明實(shí)行改進(jìn)的一種新的技術(shù)方法和產(chǎn)品。即利用化工產(chǎn)品雙氰胺生產(chǎn)中排出的有害廢渣為原料進(jìn)行加工處理，在制取含碳輕質(zhì)碳酸鈣的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加工提純制成輕質(zhì)碳酸鈣，從而取得擴(kuò)大產(chǎn)品應(yīng)用范圍和提高產(chǎn)品使用價(jià)值的效果。
在化工產(chǎn)品雙氰胺生產(chǎn)過程中，要排出一種廢渣，數(shù)量很大，每生產(chǎn)一噸成品出渣量達(dá)12噸左右，如用征地堆放的消極方法處理。不僅浪費(fèi)土地資源和排污經(jīng)費(fèi)，且其中含氮有機(jī)物流入湖塘井庫將會染污水質(zhì)，成為公害。已有的《利用雙氰胺工業(yè)廢渣制取高分子合成制品填充劑》發(fā)明，是將這種廢渣除去有害成份和雜質(zhì)，轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N由沉淀碳酸鈣和石墨型碳素組成的化工材料，可取代純白輕鈣作填充劑，對消除此項(xiàng)公害，保護(hù)環(huán)境走出了可喜的一步。但該項(xiàng)技術(shù)所制取的最終產(chǎn)品“含碳輕質(zhì)碳酸鈣”，因未能將物質(zhì)組成中含有的游離碳素分離出來，使其外觀呈灰色，只能在深顏色橡膠。塑料等高分子合成制品中作為填充劑使用，極大地限制了其產(chǎn)品的應(yīng)用范圍和使用價(jià)值。
本發(fā)明的目的是要在利用雙氰胺工業(yè)廢渣制取含碳輕質(zhì)碳酸鈣的基礎(chǔ)上作進(jìn)一步的深化加工。用一種新的工藝手段將其物質(zhì)組成中所含有的游離碳素成份全部脫除，使其最終制成純質(zhì)的沉淀碳酸鈣(輕質(zhì))，成為廣譜型的填充劑化工產(chǎn)品，可以廣泛地適用于任何顏色的橡膠、塑料、造紙、涂料、裝飾保溫材料等行業(yè)作生產(chǎn)原料，從而大大地提高產(chǎn)品的應(yīng)用范圍和使用價(jià)值，發(fā)揮出更大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)行的一、工藝原理在雙氰胺生產(chǎn)廠過濾池中排出的廢渣，除含有大量水份(高達(dá)48～52%)外，系由石灰氮水解液碳化脫鈣生成的沉淀碳酸鈣微粒(占29～37%)、石灰氮原料中夾帶的游離碳素微粒(占3·3～5·2%)，砂濾回收母液后留下的粗顆粒河砂(占9～13%)和未濾除母液中殘留的少量的雙氰胺、尿素等含氮有機(jī)物(占0.6～1.4%)等成份組成(如附圖
一所示為近期取樣分析測定的濕排原渣物質(zhì)組成規(guī)律)。
根據(jù)上述物質(zhì)組成，已有的《利用雙氰胺工業(yè)廢渣制取高分子合成制品填充劑》技術(shù)方法采用自然或機(jī)械脫水、高溫烘灼、篩分或風(fēng)選等一系列工藝手段，已分離和脫除出渣料中所含的水分、河砂、含氮有機(jī)物等類雜質(zhì)，在保留沉淀碳酸鈣主要有效成分的同時，尚保留下較難分離的游離碳素成分。此種游離碳素是一種無定型碳，易燃燒，可利用其燃點(diǎn)溫度與碳酸鈣分解溫度的差別，將物料置于超過碳微粒燃點(diǎn)(650～700℃)而低于碳酸鈣分解溫度(825～850℃)的溫度范圍內(nèi)，使其自燃、氧化、揮發(fā)得以脫除(如附圖二所示為游離碳素燃燒性能規(guī)律附圖三所示為游離碳素燃燒溫度控制范圍規(guī)律)最后得到的沉淀碳酸鈣，其純度可達(dá)99%以上，除因微量難熔元素存在使制品外觀顏色(白度)受到一些影響外，各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)皆超過或接近《沉淀碳酸鈣(輕質(zhì))國家標(biāo)準(zhǔn)GB4794-84》規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)(如附圖五所示為試制品按國標(biāo)方法檢驗(yàn)的實(shí)測結(jié)果)，可滿足橡膠、塑料、造紙、涂料、裝飾保溫材料等行業(yè)對填充劑的技術(shù)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
二、工藝流程根據(jù)上述工藝原理，為將雙氰胺廢渣轉(zhuǎn)化成為高質(zhì)量的輕質(zhì)碳酸鈣化工產(chǎn)品，可采取一系列物理的和化學(xué)的工藝方法進(jìn)行加工處理，其生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)如下1、脫水取自雙氰胺生產(chǎn)廠排污池的渣料，呈濃漿狀，含水量很大，須先采取場地堆放自然脫水或?qū)嵤C(jī)械設(shè)備強(qiáng)力脫水，將其含水量將至最低程度，為后續(xù)加工程序操作方便和節(jié)約能源創(chuàng)造條件。
2、初選因原料廢渣中可能夾雜大顆粒雜物和自然粘結(jié)產(chǎn)生團(tuán)塊狀，應(yīng)采用如對軋滾筒等類型設(shè)備將物料打碎和初選除雜。
3、烘干經(jīng)脫水和初選后的渣料呈半干粉狀，投入烘干設(shè)備，將物料中的水分蒸發(fā)，使其干燥。
4、灼燒將烘干后的物料投入高溫加熱設(shè)備，嚴(yán)密控制適當(dāng)?shù)臏囟?，在攪拌和流動中使其中的游離碳素微粒充分自燃氧化揮發(fā)，含氮有機(jī)物亦同時分解揮發(fā)，產(chǎn)生的混合氣體從煙道中排入高空。
5、篩分或風(fēng)選經(jīng)高溫灼燒后的物料已是沉淀碳酸鈣，其中尚混有部分粗顆粒河砂，將其投入篩分機(jī)或風(fēng)選機(jī)，使粗顆粒雜質(zhì)與碳酸鈣微粒分離。
6、包裝經(jīng)篩分或風(fēng)選除去粗顆粒雜質(zhì)后得到的白色細(xì)粉即為最終產(chǎn)品，可在篩分機(jī)或風(fēng)選機(jī)微粉出料口進(jìn)行包裝，經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)合格后出廠。
(如附圖四所示為雙氰胺廢渣制取沉淀碳酸鈣全過程工藝實(shí)驗(yàn)測試記錄)三、質(zhì)量檢驗(yàn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以雙氰胺廢渣為原料，通過上述工藝流程生產(chǎn)的沉淀碳酸鈣，就其物質(zhì)生成的化學(xué)反應(yīng)過程而言，系石灰氮水解生成氫氧化鈣加二氧化碳化合而成，與以石灰石鍛燒成生石灰溶于水生成氫氧化鈣加二氧化碳化合而成的傳統(tǒng)工藝是完全一致的，其產(chǎn)品的物化性質(zhì)與傳統(tǒng)工藝產(chǎn)品亦無任何差別。為此，在質(zhì)量檢驗(yàn)和管理上，也應(yīng)與傳統(tǒng)產(chǎn)品一致采用國家標(biāo)準(zhǔn)GB4794-84的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)方法。但由于本產(chǎn)品系以雙氰胺廢渣為原料制取。其從反應(yīng)物到生成物到加工提純的全過程，經(jīng)歷了石灰氮和雙氰胺二個不同產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，相繼混進(jìn)了多種外來物質(zhì)，雖經(jīng)一系列工藝方法盡量排除了有害成份和雜質(zhì)，但難以避免微量殘留物的存在，從而導(dǎo)致“酸不溶物”指標(biāo)數(shù)超限和“白度”指標(biāo)的差距(如附圖一、附圖五所示)，因此，在質(zhì)量檢驗(yàn)和管理上，又需依據(jù)實(shí)際情況對國標(biāo)規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)作出個別的修訂。(如附圖六所示，為依照沉淀碳酸鈣(輕質(zhì))國標(biāo)GB4794-84編制的本產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)，)可作為生產(chǎn)企業(yè)制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)施質(zhì)量管理的依據(jù)。
四、二次污染情況從上述工藝流程可知，按照本技術(shù)加工處理的雙氰胺廢渣，其中唯一的有害成份是少量含氮有機(jī)物(主要是殘留雙氰胺)，雖須在高溫下分解化合成氨或氮的氧化物氣體排出，但含量很少。不會造成環(huán)境污染。如以每小時處理廢渣2噸的飽和生產(chǎn)量計(jì)算，其中含氮有機(jī)物以最高含量1%計(jì)為20公斤，按分子量換算成危害較大的二氧化氮排放量約為11公斤，只要煙道排放口離地20米，其排放量不會超出國定控污標(biāo)準(zhǔn)(《工業(yè)“三廢”排放試行標(biāo)準(zhǔn)GBJ4-73》規(guī)定氮氧化物換算成NOa的排放限度為煙囪高度20米允許排放量12公斤/小時)。另如渣料在篩分或風(fēng)選過程中分離出的粗顆粒河砂，可全部供給建筑行業(yè)作為混凝土和砌筑砂漿的上等砂料使用，更不會造成二次污染。
權(quán)利要求
1.一種雙氰胺工業(yè)廢渣的利用方法，其特征在于運(yùn)用一系列物理和化學(xué)的工藝手段，在除去該廢渣中所含的水份、河砂、含氮有機(jī)物等雜質(zhì)制取含碳輕質(zhì)碳酸鈣的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分離出所含的游離碳素，將其提純成高純度的輕質(zhì)碳酸鈣化工產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙氰胺廢渣利用方法，其特征是利用該廢渣中所含之游離碳燃點(diǎn)與碳酸鈣分解點(diǎn)之間的溫度差別，將物料置于超過碳燃點(diǎn)而低于碳酸鈣分解點(diǎn)的適當(dāng)溫度下，使碳微粒全部自燃氧化揮發(fā)脫除，從而達(dá)到有效成份碳酸鈣的最后提純。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙氰胺廢渣利用方法，其特征是運(yùn)用自然干燥或機(jī)械法脫水烘干，一步法高溫灼燒脫碳除氮，風(fēng)選或篩分法分離河砂等工藝方法，除去該廢渣中所含的水份、河砂、含氮有機(jī)物和游離碳素等全部雜質(zhì)，將其是純成為高純度的輕質(zhì)碳酸鈣。
全文摘要
本發(fā)明是一種雙氰胺工業(yè)廢渣的利用方法，是在運(yùn)用自然或機(jī)械脫水，高溫烘灼，風(fēng)選或篩分等工藝手段，除去其中所含的水分，河砂，含氮有機(jī)物等雜質(zhì)，制取含碳輕質(zhì)碳酸鈣的基礎(chǔ)上，采用燃燒脫碳法進(jìn)一步分離其中所含的游離碳素成分，將其提純成為高純度的輕質(zhì)碳酸鈣化工產(chǎn)品，其質(zhì)量和性能完全與以石灰石為原料的傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的輕質(zhì)碳酸鈣相當(dāng)，可作為填充劑廣泛地應(yīng)用于橡膠、塑料、涂料、造紙、裝飾保溫材料等輕工制品的生產(chǎn)，取得滿意的使用效果，從而大大提高產(chǎn)品的應(yīng)用范圍和使用價(jià)值。
文檔編號C01F11/18GK1100067SQ93117020
公開日1995年3月15日 申請日期1993年9月8日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月8日
發(fā)明者屠志康 申請人:屠志康