专利名称：利用双氰胺工业废渣制取轻质碳酸钙的制作方法
技术领域：
本发明是一种化学工业废渣的处理方法。是对已有的专利申请号91109467·9《利用双氰胺工业废渣制取高分子合成制品填充剂》发明实行改进的一种新的技术方法和产品。即利用化工产品双氰胺生产中排出的有害废渣为原料进行加工处理，在制取含碳轻质碳酸钙的基础上进一步加工提纯制成轻质碳酸钙，从而取得扩大产品应用范围和提高产品使用价值的效果。
在化工产品双氰胺生产过程中，要排出一种废渣，数量很大，每生产一吨成品出渣量达12吨左右，如用征地堆放的消极方法处理。不仅浪费土地资源和排污经费，且其中含氮有机物流入湖塘井库将会染污水质，成为公害。已有的《利用双氰胺工业废渣制取高分子合成制品填充剂》发明，是将这种废渣除去有害成份和杂质，转变为一种由沉淀碳酸钙和石墨型碳素组成的化工材料，可取代纯白轻钙作填充剂，对消除此项公害，保护环境走出了可喜的一步。但该项技术所制取的最终产品“含碳轻质碳酸钙”，因未能将物质组成中含有的游离碳素分离出来，使其外观呈灰色，只能在深颜色橡胶。塑料等高分子合成制品中作为填充剂使用，极大地限制了其产品的应用范围和使用价值。
本发明的目的是要在利用双氰胺工业废渣制取含碳轻质碳酸钙的基础上作进一步的深化加工。用一种新的工艺手段将其物质组成中所含有的游离碳素成份全部脱除，使其最终制成纯质的沉淀碳酸钙(轻质)，成为广谱型的填充剂化工产品，可以广泛地适用于任何颜色的橡胶、塑料、造纸、涂料、装饰保温材料等行业作生产原料，从而大大地提高产品的应用范围和使用价值，发挥出更大的社会效益和经济效益。
本发明的目的是这样实行的一、工艺原理在双氰胺生产厂过滤池中排出的废渣，除含有大量水份(高达48～52%)外，系由石灰氮水解液碳化脱钙生成的沉淀碳酸钙微粒(占29～37%)、石灰氮原料中夹带的游离碳素微粒(占3·3～5·2%)，砂滤回收母液后留下的粗颗粒河砂(占9～13%)和未滤除母液中残留的少量的双氰胺、尿素等含氮有机物(占0.6～1.4%)等成份组成(如附图
一所示为近期取样分析测定的湿排原渣物质组成规律)。
根据上述物质组成，已有的《利用双氰胺工业废渣制取高分子合成制品填充剂》技术方法采用自然或机械脱水、高温烘灼、筛分或风选等一系列工艺手段，已分离和脱除出渣料中所含的水分、河砂、含氮有机物等类杂质，在保留沉淀碳酸钙主要有效成分的同时，尚保留下较难分离的游离碳素成分。此种游离碳素是一种无定型碳，易燃烧，可利用其燃点温度与碳酸钙分解温度的差别，将物料置于超过碳微粒燃点(650～700℃)而低于碳酸钙分解温度(825～850℃)的温度范围内，使其自燃、氧化、挥发得以脱除(如附图二所示为游离碳素燃烧性能规律附图三所示为游离碳素燃烧温度控制范围规律)最后得到的沉淀碳酸钙，其纯度可达99%以上，除因微量难熔元素存在使制品外观颜色(白度)受到一些影响外，各项质量指标皆超过或接近《沉淀碳酸钙(轻质)国家标准GB4794-84》规定的技术指标(如附图五所示为试制品按国标方法检验的实测结果)，可满足橡胶、塑料、造纸、涂料、装饰保温材料等行业对填充剂的技术要求和质量标准。
二、工艺流程根据上述工艺原理，为将双氰胺废渣转化成为高质量的轻质碳酸钙化工产品，可采取一系列物理的和化学的工艺方法进行加工处理，其生产工艺流程设计如下1、脱水取自双氰胺生产厂排污池的渣料，呈浓浆状，含水量很大，须先采取场地堆放自然脱水或实施机械设备强力脱水，将其含水量将至最低程度，为后续加工程序操作方便和节约能源创造条件。
2、初选因原料废渣中可能夹杂大颗粒杂物和自然粘结产生团块状，应采用如对轧滚筒等类型设备将物料打碎和初选除杂。
3、烘干经脱水和初选后的渣料呈半干粉状，投入烘干设备，将物料中的水分蒸发，使其干燥。
4、灼烧将烘干后的物料投入高温加热设备，严密控制适当的温度，在搅拌和流动中使其中的游离碳素微粒充分自燃氧化挥发，含氮有机物亦同时分解挥发，产生的混合气体从烟道中排入高空。
5、筛分或风选经高温灼烧后的物料已是沉淀碳酸钙，其中尚混有部分粗颗粒河砂，将其投入筛分机或风选机，使粗颗粒杂质与碳酸钙微粒分离。
6、包装经筛分或风选除去粗颗粒杂质后得到的白色细粉即为最终产品，可在筛分机或风选机微粉出料口进行包装，经质量检验合格后出厂。
(如附图四所示为双氰胺废渣制取沉淀碳酸钙全过程工艺实验测试记录)三、质量检验和技术标准以双氰胺废渣为原料，通过上述工艺流程生产的沉淀碳酸钙，就其物质生成的化学反应过程而言，系石灰氮水解生成氢氧化钙加二氧化碳化合而成，与以石灰石锻烧成生石灰溶于水生成氢氧化钙加二氧化碳化合而成的传统工艺是完全一致的，其产品的物化性质与传统工艺产品亦无任何差别。为此，在质量检验和管理上，也应与传统产品一致采用国家标准GB4794-84的技术标准和检验方法。但由于本产品系以双氰胺废渣为原料制取。其从反应物到生成物到加工提纯的全过程，经历了石灰氮和双氰胺二个不同产品的生产环节，相继混进了多种外来物质，虽经一系列工艺方法尽量排除了有害成份和杂质，但难以避免微量残留物的存在，从而导致“酸不溶物”指标数超限和“白度”指标的差距(如附图一、附图五所示)，因此，在质量检验和管理上，又需依据实际情况对国标规定的技术指标作出个别的修订。(如附图六所示，为依照沉淀碳酸钙(轻质)国标GB4794-84编制的本产品技术指标，)可作为生产企业制定企业标准和实施质量管理的依据。
四、二次污染情况从上述工艺流程可知，按照本技术加工处理的双氰胺废渣，其中唯一的有害成份是少量含氮有机物(主要是残留双氰胺)，虽须在高温下分解化合成氨或氮的氧化物气体排出，但含量很少。不会造成环境污染。如以每小时处理废渣2吨的饱和生产量计算，其中含氮有机物以最高含量1%计为20公斤，按分子量换算成危害较大的二氧化氮排放量约为11公斤，只要烟道排放口离地20米，其排放量不会超出国定控污标准(《工业“三废”排放试行标准GBJ4-73》规定氮氧化物换算成NOa的排放限度为烟囱高度20米允许排放量12公斤/小时)。另如渣料在筛分或风选过程中分离出的粗颗粒河砂，可全部供给建筑行业作为混凝土和砌筑砂浆的上等砂料使用，更不会造成二次污染。
权利要求
1.一种双氰胺工业废渣的利用方法，其特征在于运用一系列物理和化学的工艺手段，在除去该废渣中所含的水份、河砂、含氮有机物等杂质制取含碳轻质碳酸钙的基础上，进一步分离出所含的游离碳素，将其提纯成高纯度的轻质碳酸钙化工产品。
2.根据权利要求1所述的双氰胺废渣利用方法，其特征是利用该废渣中所含之游离碳燃点与碳酸钙分解点之间的温度差别，将物料置于超过碳燃点而低于碳酸钙分解点的适当温度下，使碳微粒全部自燃氧化挥发脱除，从而达到有效成份碳酸钙的最后提纯。
3.根据权利要求1所述的双氰胺废渣利用方法，其特征是运用自然干燥或机械法脱水烘干，一步法高温灼烧脱碳除氮，风选或筛分法分离河砂等工艺方法，除去该废渣中所含的水份、河砂、含氮有机物和游离碳素等全部杂质，将其是纯成为高纯度的轻质碳酸钙。
全文摘要
本发明是一种双氰胺工业废渣的利用方法，是在运用自然或机械脱水，高温烘灼，风选或筛分等工艺手段，除去其中所含的水分，河砂，含氮有机物等杂质，制取含碳轻质碳酸钙的基础上，采用燃烧脱碳法进一步分离其中所含的游离碳素成分，将其提纯成为高纯度的轻质碳酸钙化工产品，其质量和性能完全与以石灰石为原料的传统工艺生产的轻质碳酸钙相当，可作为填充剂广泛地应用于橡胶、塑料、涂料、造纸、装饰保温材料等轻工制品的生产，取得满意的使用效果，从而大大提高产品的应用范围和使用价值。
文档编号C01F11/18GK1100067SQ93117020
公开日1995年3月15日 申请日期1993年9月8日 优先权日1993年9月8日
发明者屠志康 申请人:屠志康