采用电石生产过程中的弃渣制备碳化钙的方法技术

本发明专利技术公开了一种采用电石生产过程中的弃渣为原料，利用电石炉出炉的液态碳化钙的热能生产碳化钙的方法，它首先将粉状的氧化钙与碳素原料按比例１∶３混合后粉碎得混合粉料，再将混合料磨制成直径０．３－０．０１毫米的粉状物，然后将混合粉料装入可碳化的容器中，最后将装有混合粉料的可碳化的容器投入电石锅内刚出炉的熔融状态的碳化钙中即得。本发明专利技术具有废物回收利用，减少环境污染并使电石生产成本降低１０％左右，充分利用电能余热生产碳化钙，节约了能源，优化了生产工艺等优点，这在生产实践中具有特别重要的意义。

【技术实现步骤摘要】
采用电石生产过程中的弃渣制备碳化钙的方法
本专利技术涉及一种碳化钙的制备方法，特别是涉及一种采用电石生产过程中的弃渣为原料，利用电石炉出炉的液态碳化钙的热能生产碳化钙的方法。
技术介绍
在碳化钙的生产过程中，电石炉料主要是生石灰和焦碳，加热反应后生成碳化钙，其反应方程式为：            在碳化钙的生产过程中，需要消耗大量的热能，所需热能是通过电能转化而得，因此需耗用大量电能，每生产一吨电石约需耗电3500kwh左右，所耗用的电能大大高出电石生产的理论值1630kwh/tCaC2。而碳化钙的熔点在2300℃，由于含有20％左右的杂质其熔点相应降低。而根据化学工业出版社2001年重印《电石生产及其深加工产品》一书的报导值进行计算：其中53.4％即1870KWH的电能都是被白白浪费在生产过程中了。特别是出炉时熔融状态的液体碳化钙，温度高达2120℃，到完全凝固温度1650℃，其温差高达470℃。这不仅浪费能源，也延长了碳化钙的冷却周期。为了挖掘其潜力，充分利用一部分液态碳化钙的高温热能，有的将液态碳化钙的这部分潜热用来生产蒸-->汽，但是，这样会大大增加投资，并且不能够降低电石生产的能源消耗。此外，在电石生产过程中，所用的原料多数是生石灰和焦炭，而传统工艺是将生石灰和焦炭经破碎成5-30mm大小，然后筛分出直径大于5毫米生石灰、直径大于3毫米的焦炭作为原料，直径5mm以下的生石灰和直径3mm以下的焦炭则作为弃渣经筛分去除，这部份弃渣约占总量的15％左右。焦碳粉一般采用低价出售，石灰粉一般采取堆放的方法，由于石灰粉具有较强的碱性，从而造成了环境污染。为了利用好电石弃渣，中国专利局以公告号以1095750公开了一种电石的生产方法：它是将粉末碳素原料与生石灰原料按一定比例配料，先将应投入的生石灰量的一小部分均匀洒布于炉内，再将剩余生石灰原料和粉状碳素原料均匀混合入炉，以闭弧操作运行进行生产的，但这种方法的最大的问题是不能很好地排气，容易造成通风管道的堵塞和环境污染；有的是将生灰粉和焦炭粉配置好后，在生产碳化钙之前，在电弧炉内先铺一层混合料，来达到节约原料的目的，但是，这种方法处理的电石弃渣非常有限，不能从根本上解决问题；在本专利技术提出以前，生产碳化钙领域的技术人员一直被这两个技术难题所困扰，如何将这两个问题采用一种技术方案同时解决，成为本
的更大的技术难题，至今未有任何可行的技术方案提出。
技术实现思路
-->本专利技术的目的是克服现有技术的缺点，提供一种以电石生产过程中的弃渣为原料，利用液态碳化钙的潜热生产碳化钙的方法，采用这一方法，可以减少环境污染，降低原材料和能源消耗，优化碳化钙生产工艺。本专利技术的目的是这样实现的：经过对电石生产过程的仔细研究，电石出料锅出炉的液态碳化钙温度为2120℃，凝固点为1650℃，液态碳化钙自然冷却为固态碳化钙的过程中需要释放大量的热量，这部分热量包括两个方面，一是液态碳化钙从温度2120℃降到1650℃所释放的热量，这时液态碳化钙还未凝固；二是从1650℃的液态碳化钙到1650℃的固态碳化钙所释放的相变热。本专利技术者发现，在电石出料锅中最大的热量可利用值是相变热，几乎占整个热量可利用值的50％还多，而且是稳定不变的；同时，还发现，当温度大于1650℃时，生石灰和焦碳将发生反应生成碳化钙，这就是说，刚出炉的液态碳化钙所提供的温度条件，可以满足碳化钙反应的要求。基于此，本专利技术者考虑到了利用电石生产过程中的弃渣，但这些粉末状的生石灰和焦炭并不能直接加入到液态碳化钙中，这是因为这些粉末状原料容易造成排气通道的堵塞和环境污染，不能在工业上得以实施。因此，必须将其进行预先处理，但又必须保证其在液态碳化钙内进行充分的反应，经过大量的试验，得到了如下方法：-->首先将粉状的氧化钙与碳素原料按比例混合后得混合料，然后将混合料磨制成直径0.3-0.01毫米的粉状物，再将混合料装入可碳化的容器中，最后将装有混合料的可碳化的容器投入电石锅内刚出炉的熔融状态的碳化钙中即反应生成新的碳化钙，并放出一氧化碳遇热燃烧产生暗红色火焰。其中，氧化钙的粒径为0.5-5mm；碳素原料的粒径为小于5mm；在从加热炉出料的过程中，向液态的碳化钙中添加了由可碳化的容器包装的氧化钙和碳素原料组成的反应混合料后，通过液态的碳化钙的流动和对流混合均匀并被加热，当温度高于大约1650℃时，可碳化的容器被迅速碳化，同时使其中的混合料将发生反应生成碳化钙，其中，由于电石锅内刚出炉的熔融状态的碳化钙的温度范围是2120-1650℃，符合碳化钙的反应条件，这一反应显然是能够进行的。同时，专利技术者还考虑到，由于电石锅内刚出炉的熔融状态的碳化钙的重量和下降的温度是有限的，因此其释放出的热量也是一定的，这就是说，加入的由氧化钙和碳素原料组成的反应混合料的重量也应在一定的范围内，通过大量的试验，专利技术者得出了加入的由氧化钙和碳素原料组成的反应混合料的重量应该保证在刚出炉的熔融状态碳化钙总重量的15％以内的结论，如果加入的量超过这一数值，氧化钙和碳质原料组成的反应混合料将不能完全反应。本专利技术相比于现有技术有如下优点：-->首先，本专利技术采用的是生产电石所产生的弃渣作为原料，这一方面达到了废物利用的目的，另一方面也减小了环境污染，同时还间接地降低了生产成本10％左右；其次，本专利技术还充分利用了熔融状态的碳化钙的潜热，一方面节约了能源，另一方面缩短了液态碳化钙的冷却时间，从工业上的角度看，它可以在每一次生产过程中添加混合原料，在连续生产作业中更显其优越性，这样一来使生产碳化钙的工艺得到了完善；更为重要的是，本专利技术将废物利用和节约能源两方面的技术有机地结合在一起，极大地降低了生产成本，这在生产实践中更具有特别重要的意义。具体实施方式下面通过实施例和比较例对本专利技术作进一步说明，但是本专利技术不仅限于这些例子。实施例1-5首先废弃的氧化钙和碳素原料破碎成5-30mm大小，选用直径5mm以上的氧化钙和直径3mm以上的碳素原料，按氧化钙∶碳素原料摩尔比为1∶3的比例配制成混合料，加入电石炉中进行加热反应，当生成的碳化钙成为熔融状即可出料入电石锅中；依据本专利技术所述的方法，首先将添加废弃的5-0.5mm氧化钙和5mm以下的碳素原料按摩尔比为1∶3的比例混合，粉碎至0.3-0.01mm并混匀，然后将混匀后的粉料装入可碳化的容器中，最后将装有混合-->料的可碳化的容器直接投入上述电石锅内流出的刚出炉的液态熔融状的碳化钙中，通过液态的碳化钙的流动和对流使前述容器中的粉料混合均匀并被加热，此时液态熔融状的碳化钙的温度范围是2120-1650℃，氧化钙和碳素原料直接发生反应生成碳化钙，然后自然冷却，待其液态熔融状的碳化钙凝固即可。有关每一实施例的各项技术参数见表1。对比例1-5首先氧化钙和碳素原料破碎成5-30mm大小，选用直径5mm以上的氧化钙和直径3mm以上的碳素原料，按氧化钙∶碳素原料为1∶3的比例配制成混合料，加入电石炉中进行加热反应，当生成的碳化钙成为熔融状即可出料，然后自然冷却，待其液态熔融状的碳化钙凝固即可。有关每一对比例的各项技术参数见表1。为了说明实施本专利技术后较实施本专利技术前具有明显的优点，通过将实施例和对比例综合进行了对比，见表2。           本文档来自技高网...

【技术保护点】
采用生产电石过程中的弃渣制备碳化钙的方法，首先将粉状的氧化钙与碳素原料按１∶３比例混合后得混合料，其特征在于将混合料磨制成直径０．３－０．０１毫米的粉状物，再将混合料装入可碳化的容器中，容器中的混合粉料控制在３－５００克左右，最后将装有混合料的可碳化的容器投入电石锅内刚出炉的熔融状态的碳化钙中即得到新生成的碳化钙。

【技术特征摘要】
1、采用生产电石过程中的弃渣制备碳化钙的方法，首先将粉状的氧化钙与碳素原料按1∶3比例混合后得混合料，其特征在于将混合料磨制成直径0.3-0.01毫米的粉状物，再将混合料装入可碳化的容器中，容器中的混合粉料控制在3-500克左右，最后将装有混合料的可碳化的容器投入电石锅内刚出炉的熔融状态的碳化钙中即得到新生成的碳化钙。2、根据权利要求1所述的采用电石生产过程中的弃渣制备碳化钙的方法，其特征在于氧化钙的粒径为0.5-5毫米；碳素原料的粒径为...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗云，明崇伦，宋佳河，
申请(专利权)人：屏山天原金石化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]