專利名稱：用廢硫酸和電石渣聯(lián)產(chǎn)石膏和活性碳及綠礬的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及化工應用技術領域無機鹽類的生產(chǎn)方法，由其是一種利用鈦白粉的廢硫酸和溶解乙炔廠的電石渣聯(lián)產(chǎn)石膏，活性碳，綠礬的方法。
從現(xiàn)有的技術得知生產(chǎn)石膏的過程，是用氯化鈣和硫酸銨兩種溶液，在通常狀態(tài)下進行液相反應而制得，俗稱化學沉淀法。
本發(fā)明是在化學沉淀法的基礎之上研發(fā)成功的。其關鍵技術在于利用化工廢渣和廢液通過鹽酸的凈化處理，循環(huán)利用。即可以除去黑色碳粉雜質(zhì)而精制成活性碳，又可以循環(huán)利用原料降低生產(chǎn)成本，經(jīng)專利檢索，在國內(nèi)外并無此類技術存在。
本發(fā)明目的在于處理鈦白粉廠的廢硫酸和溶解乙炔廠的電石渣，這是變廢為寶的好途徑，因為合理的利用廢硫酸和電石渣不但可以為國家和企業(yè)節(jié)約大量的處理費用，而且還能消除廢料堆積占地，環(huán)境污染的隱患。并且通過聯(lián)產(chǎn)石膏，活性碳，綠礬等三種產(chǎn)品。有效的降低了生產(chǎn)成本，即有顯著的社會效益，又有實在的經(jīng)濟效益。本發(fā)明適合于各個硫酸法鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)，乙炔氣相法聚氯乙烯產(chǎn)業(yè)和溶解乙炔廠等企業(yè)。
本發(fā)明的技術內(nèi)容及特征A、預處理把氫氧化鈣含量為60-80％，含水量為30-40％的電石渣，與工業(yè)水按1∶1-6混合于帶有攪拌器的預處理罐中，攪拌十分鐘變成均勻的乳濁液，再靜止兩分鐘，取其懸浮液，棄去沉淀的粗性雜質(zhì)。
B、凈化處理把得到經(jīng)過預處理的電石渣，按1∶0.4-0.72混合于凈化釜中的30％鹽酸溶液里，攪拌十分鐘生成氯化鈣混合溶液。經(jīng)過濾取其澄清液，而黑色濾餅可精制活性碳。
C、產(chǎn)品合成將得到的氯化鈣澄清液與9-12％的廢硫酸按1∶1-1.82混合于合成釜中，進行合成反應生成兩水硫酸鈣和鹽酸混合溶液。經(jīng)過濾得到白色濾餅進行深加工，而濾液則返回凈化工段循環(huán)使用。
D、石膏精制將得到的白色濾餅進行洗滌，脫水、干燥在120℃-130℃溫度下煅燒于爐中，煅燒兩小時得到半水硫酸鈣，經(jīng)粉碎，包裝等工序得到熟石膏成品。
E、綠礬加工把合成工段得到的濾液，經(jīng)多次循環(huán)使用當硫酸亞鐵達到飽合時，放入0℃-10℃溫度下的冷卻，結晶槽里，七水硫酸亞鐵會自動析出，經(jīng)分離得綠礬晶體，剩余液體鹽酸則返回凈化工段循環(huán)使用。
F、活性碳精制將凈化工段得到的黑色濾餅，再與30％的鹽酸進行充分反應，使溶液的PH值為6.5-7為止，經(jīng)過濾得黑色濾餅，通過洗滌，脫水、澎化、干燥，包裝等精制成活性碳，濾液則返回合成工段循環(huán)使用。
本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果
本發(fā)明能徹底地解決鈦白粉廠的廢硫酸，還有乙炔氣相法聚氯乙烯產(chǎn)業(yè)和溶解乙炔廠電石渣的堆積占地，環(huán)境污染等問題。并且能為國家和企業(yè)節(jié)約大量的處理費用。由于本發(fā)明能聯(lián)產(chǎn)三種化工產(chǎn)品，鹽酸在生產(chǎn)中還可以循環(huán)利用。所以本發(fā)明有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益，也具有投資小，見效快，效益高等優(yōu)點。
附圖
一說明，是根據(jù)本發(fā)明設備工段分布和工藝技術用方塊示意圖表示的。是附圖二的基礎框架圖。
①鹽酸②廢硫酸③循環(huán)鹽酸④氯化鈣⑤硫酸混合液⑥硫酸衡溶液⑦綠礬成品⑧生石膏成品⑨活性碳成品附圖二說明是根據(jù)本發(fā)明化學原理和設備分布表示的工藝流程示意圖。
①④⑥⑨(11)(13)-離心泵②電石渣提升機③預處理罐⑤活性碳精制罐⑦活性碳運料車⑧凈化儲罐⑩合成儲罐(12)冷卻結晶槽(14)石膏送料車(15)干燥房(16)鍛燒間(17)粉碎間(18)真空濃縮器(19)合成釜(20)凈化釜(21)(22)離心機(23)工業(yè)水(24)電石渣(25)預處理液(26)鹽酸乳液(27)活性碳濾餅(28)活性碳濾液(29)循環(huán)鹽酸(30)補充鹽酸(31)凈化液(32)廢硫酸(33)鹽酸混合液(34)石膏濾餅(35)活性碳成品(36)石膏成品具體實施方式
(可結合附圖二說明)如某硫酸法鈦白粉廠每年生產(chǎn)可排放3萬噸廢硫酸，其平均含量為9-12％，某乙炔法聚氯乙烯產(chǎn)業(yè)每年排放2萬噸電石渣，其中氫氧化鈣含量為60-80％，含水量為30-40％，兩者結合可相互抵銷轉(zhuǎn)化成石膏，綠礬，活性炭三種聯(lián)產(chǎn)品。
先將電石渣(24)按1∶3加水(23)混合于預處理罐(3)中，進行預處理因而得到均勻細微的乳液(25)，而后再與30％的鹽酸溶液(29-30)按1∶0.75混合于凈化釜(20)中，反應生成氯化鈣(31)混合溶液，經(jīng)過濾得黑色濾餅(27)精制活性碳(7)，而濾液(31)再與9-12％的廢硫酸(32)按1∶1混合干合成釜(19)中，反應生成兩水硫酸鈣和鹽酸的混合液。經(jīng)過濾(21)得濾液(33)返回使用，而白色濾餅(34)通過洗滌、脫水、干燥(15)，在120℃-130℃溫度下置于煅燒爐(16)中，煅燒兩小時得到半水硫酸鈣，經(jīng)粉碎，包裝精制成熟石膏(36)，凈化工段下來的黑色濾餅(27)，經(jīng)鹽酸(26)再次中和使PH值達到6.5-7，經(jīng)過濾(22)，洗滌、脫水、澎化、干燥(15)，包裝精制成活性碳(35)。當凈化工段循環(huán)利用混合液的硫酸亞鐵(33)通過真空濃縮(18)達到飽合時，放入0℃-10℃溫度下的冷卻結晶槽(12)里進行結晶，經(jīng)分離、干燥得到綠礬晶體，剩余液體鹽酸(29)則返回凈化工段循環(huán)利用。
本發(fā)明實施例方法一、先將氫氧化鈣含量為60-80％，含水量為30-40％的電石渣進行預處理，得到均勻細微的乳濁液，再與30％的鹽酸溶液按1∶0.56混合于凈化釜中，反應生成氯化鈣混合溶液。經(jīng)過濾得黑色濾餅精制活性碳。而澄清液再與9-12％的廢硫酸按1∶1.41混合于合成釜中，反應生成兩水硫酸鈣和鹽酸混合液，經(jīng)過濾得濾液返回利用而白色濾餅經(jīng)洗滌、脫水、干燥在120℃-130℃鍛燒于爐中兩小時，得半水硫酸鈣。再經(jīng)粉碎，包裝精制成92％的熟石膏。另外，凈化工段下來的黑色濾餅經(jīng)再次中和使PH值為6.5-7，再經(jīng)過濾，洗滌、脫水、澎化、干燥、粉碎，包裝等工序精制成活性碳。當凈化工段下來的循環(huán)液體的硫酸亞鐵通過真空濃縮達到飽合時，可放入0℃-10℃的冷卻結晶槽里，待七水硫酸亞鐵全部析出時，分離得綠礬晶體，而剩余液體鹽酸則返回利用。
方法二，先將氫氧化鈣含量為60-80％，含水量為30-40％的電石渣進行預處理。得到均勻細微的乳濁液，再與30％的鹽酸溶液按1∶0.7混合于凈化中，反應生成氯化鈣混合溶液，經(jīng)過濾得黑色濾餅精制活性碳，而澄清液再與9-12％的廢硫酸按1∶1.41混合干合成釜中。反應生成兩水硫酸鈣和鹽酸混合液。經(jīng)過濾得濾液返回利用，而白色濾餅經(jīng)洗滌、脫水、干燥，在120℃-130℃鍛燒于爐中兩小時得半水硫酸鈣，再經(jīng)粉碎，包裝制精成93％的熟石膏。另外，凈化工段下來的黑色濾餅經(jīng)再次中和反應使PH值為6.5-7。過濾得濾餅經(jīng)洗滌、脫水、澎化、干燥、粉碎、包裝等工序精制活性碳。當凈化工段下來的循環(huán)液體的硫酸亞鐵通過真空濃縮達到飽合時，可放入0℃-10℃的冷卻結晶槽里，待七月水硫酸亞鐵全部析出時，分離得綠礬晶體，而剩余液體鹽酸則返回利用。
權利要求
1.先把氫氧化鈣含量為60-80％，含水量為30-40％的電石渣進行預處理。再與30％的鹽酸按1∶0.4～0.72混合于凈化釜中，反應生成氯化鈣混合溶液。經(jīng)過濾得黑色濾餅去精制活性碳，而濾液再與9-12％的廢硫酸按1∶1～1.82混合于合成釜中，反應生成兩水硫酸鈣和鹽酸混合液。經(jīng)過濾得濾液返回利用，而白色濾餅經(jīng)洗滌、脫水、干燥在120℃-130℃溫度下鍛燒于爐中，煅燒兩個小時得半水硫酸鈣，再經(jīng)粉碎，包裝等工序得到熟石膏，凈化工段下來的黑色濾餅再次用30％的鹽酸中和完全反應使PH值達到6.5～7，過濾得濾液返回利用，而濾餅經(jīng)洗滌、脫水、膨化、干燥、粉碎、包裝等工序精制成活性碳。當循環(huán)使用的液體中硫酸亞鐵通過真空濃縮達到飽合濃度時，放入0℃-10℃溫度下冷卻結晶槽中，待七水硫酸亞鐵全部析出時，經(jīng)分離得綠礬晶體。而剩余液體鹽酸則返回利用。其化學反應原理為
2.如權利要求1中所述的預處理其特征是將含量為60-80％，含水量30-40％的電石渣按1∶2-6加水混合于預處理釜中，攪拌十分鐘成均勻的乳濁液，再靜止兩分鐘，取其懸浮液，棄去沉淀粗性雜質(zhì)。
3.如權利要求1中所述的凈化處理其特征是把得到的經(jīng)過預處理的電石渣乳液，再按1∶0.4-0.72混合于30％鹽酸溶液并置于凈化釜中，攪拌十分鐘生成氯化鈣混合液。經(jīng)過濾取其濾液而黑色濾餅精制活性碳。
4.如權利要求1中所述的合成產(chǎn)品其特征是將得到的氯化鈣溶液，再與9-12％的廢硫酸按1∶1-1.82混合于合成釜中。反應生成兩水硫酸鈣和鹽酸混合液，經(jīng)過濾得濾液返回利用，而白色濾餅精制熟石膏。
5.如權利要求1中所述的石膏精制其特征是將得到的白色濾餅通過洗滌、脫水、干燥，在120℃-130℃溫度下煅燒于爐中兩小時得到半水硫酸鈣，再經(jīng)粉碎，包裝等工序得到熟石膏。
6.如權利要求1中所述的活性碳精制其特征是將凈化工段下來的黑色濾餅，再次用30％的鹽酸中和完全反應使PH值為6.5-7，再經(jīng)過濾得濾液返回利用，而黑色濾餅經(jīng)洗滌、脫水、澎化、干燥、粉碎、包裝等工序精制成活性碳。
7.如權利要求1中所述的綠礬加工，其特征是將合成工段下來的循環(huán)液當硫酸亞鐵通過真空濃縮達到飽合濃度時，放入0℃-10℃溫度下冷卻結晶槽里。當七水硫酸亞鐵全部析出時，經(jīng)分離得到綠礬晶體，而剩余液體鹽酸則返回利用。
8.如權力要求1中所述的化學反應原理其特征為
全文摘要
主要對電石渣進行預處理，再與鹽酸按一定比例進行凈化反應。經(jīng)液固分離得到黑色濾餅去精制活性碳，而濾液氯化鈣與廢硫酸再按一定比例進行合成反應。經(jīng)液固分離得濾液鹽酸循環(huán)利用；而白色濾餅經(jīng)洗滌、脫水、干燥、煅燒、粉碎、包裝等工序得到無水硫酸鈣(熟石膏)。另外，合成工段下來的循環(huán)液體當里面的硫酸亞鐵(綠礬)達到飽和時，就要在一定的溫度下冷卻結晶成七水硫酸亞鐵(綠礬)。熟石膏主要用于建筑材料，裝飾預制品，膠凝劑等方面；活性碳主要用于化工脫色脫味劑，防毒面具等；而綠礬主要用于水處理，無機顏料的制造等。其化學反應原理如下Ca(OH)
文檔編號C01G49/14GK1884173SQ200510077718
公開日2006年12月27日 申請日期2005年6月24日 優(yōu)先權日2005年6月24日
發(fā)明者王嘉興 申請人:王嘉興