一种利用电石渣制备轻质碳酸钙的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化工生产领域，特别涉及一种利用电石渣制备轻质碳酸钙的方法，以 及该方法制备得到的轻质碳酸钙能够作为填料应用在建筑涂料中。
【背景技术】
[0002] 随着经济的发展，能源的短缺，石油的涨价，对乙炔的需求日益增加。而乙炔的最 重要来源是电石矿。以电石为原料，加水生产乙炔的工艺简单成熟，至今已有60多年历史。 目前在我国仍占较大比重。电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣称为电 石渣，多数颗粒的粒径在10~50微米之间，一般呈稀糊状，流动性差。1吨标准电石生产乙 炔气大约产生1. 5~2吨电石渣。电石渣主要成分是Ca(OH)2，另外含有硅、铁、铝、镁等的 氧化物，少量的硫化物、磷化物以及乙炔气，具有强碱性，PH值高达12以上。从乙炔发生器 排出的电石渣含水量高达90%以上。电石渣如得不到妥善的处理，直接露天堆放，将占用 大量的土地，并污染周围的环境和水域。所以，电石渣的处理迫在眉睫。目前，仅有一部分 电石渣用于填土作地基或筑路用，大部分都没有被处理和利用，国内外也没有较好的处理 方法以及使其资源化的相关报道。
[0003] 近年来，建筑业已逐渐发展成为国民经济的支柱产业，对建筑涂料的需求量日益 增加。我们知道建筑涂料的主要组成有成膜物质、颜填料以及溶剂和各种助剂等。而在工 程涂料中，颜填料的添加量更是高达40%以上。如果能对电石渣进行加工处理并取代建筑 涂料中的大部分或全部填料，则电石渣的消耗量相当可观。这是一条"变废为宝"，资源化利 用电石渣的好途径，其经济意义和环境意义非常重大。因此，以电石渣为原料制备轻质碳酸 钙越来越收到人们的青睐。
[0004] 目前，以电石渣为原料制备轻质碳酸钙的方法有以下两种种：
[0005] 1)将电石渣高温煅烧后生石灰与水发生消化反应，然后往消化液中通入二氧化碳 气体从而得到沉淀的碳酸钙。此方法制备得到的碳酸钙的品质、白度和晶型都不是很好。
[0006] 2)将氨基酸加入到电石渣中，将电石渣中微溶于水的氢氧化钙转化为易溶于水的 氨基酸钙，然后调节氨基酸钙溶液的PH值将溶液中的杂质以沉淀的形式析出，过滤后向氨 基酸钙溶液中通入二氧化碳气体制备碳酸钙。此方法由于要用到氨基酸，生产成本高，且对 pH值调节过程的精准度要求高，这些都不利于产业化推广。
[0007] 此外，上述两种方法中，都是通过向溶液中通入二氧化碳气体来制备碳酸钙，此操 作工艺复杂且对装置要求高，提高了企业的成本。
[0008] 另外，还在一些现有技术中，通过添加脂肪酸作为提取剂提取电石渣中的有效钙， 然后加入碳化液制备碳酸钙，由于从己酸钙开始的高级脂肪酸钙在水中的溶解度变差，因 此脂肪酸的使用受到限制，并且甲酸、乙酸、丙酸、丙烯酸等低级脂肪酸均有刺激性气味，会 造成污染，不利于环保和人体健康。同时，通过添加脂肪酸作为提取剂，在加入碳化液时需 要精确调节体系的PH值，因此，要求工人操作精准度高，操作复杂，这些因素均不利于该方 法的产业化推广。
【发明内容】
[0009] 为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现：通过在电石渣中加入碳 化液，特别地，选用碳酸盐或是碳酸氢盐的水溶液，搅拌反应后处理得到灰白色固体粉末， 然后进行煅烧，冷却，筛分后得到轻质碳酸钙，从而完成本发明。
[0010] 本发明的目的在于提供一种利用电石渣制备轻质碳酸钙的方法，该方法包括以下 步骤：
[0011] 1)用水清洗电石渣；
[0012] 2)在步骤1)中清洗后的电石渣中加入碳酸盐或/和碳酸氢盐的水溶液，搅拌反应 后离心得到固体，然后干燥固体，得到灰白色粉末，其中，碳酸盐或/和碳酸氢盐的水溶液 的质量百分比浓度为10 %~50% ;
[0013] 3)对步骤2)中所得的灰白色粉末进行煅烧，煅烧后冷却，得到白色粉末；
[0014] 4)对步骤3)中所得的白色粉末进行筛分，获得轻质碳酸酸钙。
[0015] 本发明的另一目的在于提供一种利用电石渣制备轻质碳酸钙的方法制备得到的 轻质碳酸钙作为在建筑涂料中的填料。
[0016] 本发明的再一目的在于提供一种建筑涂料，该建筑涂料由包含以下重量份数的原 料制成：
[0017] 苯丙乳液90~120份，软化水300~450份，轻质碳酸钙380~450份，钛白粉 80~120份，高岭土 20~50份，云母粉5~15份，羟乙基纤维素1. 5~2. 5份，润湿剂 0. 5~1. 5份，分散剂3~5份，消泡剂1~2. 5份，中和剂0. 2~1份，成膜助剂3~5份， 碱膨胀类增稠剂〇. 8~1. 5份，聚氨酯缔合型增稠剂0. 3~0. 8份，防冻剂3~5份，防腐 杀菌剂0. 5~1份，其中，所述轻质碳酸钙为由本发明所提供的一种利用电石渣制备轻质碳 酸钙的方法制备得到。
[0018] 本发明的再一目的在于提供一种建筑涂料的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0019] a)向搅拌器中加入300~450份的软化水，然后在搅拌中加入0. 5~1. 5份的润 湿剂，3~5份的分散剂，0. 8~1. 5份的消泡剂，0. 2~1份的中和剂，1~1. 5份的羟乙基 纤维素，搅拌均匀后，加入80~120份的钛白粉搅拌均匀；
[0020] b)向步骤a)中的体系中加入400~450份的轻质碳酸钙，在搅拌中，加入20~50 份的高岭土，5~15份的云母粉，3~5份的防冻剂，3~5份的成膜助剂，搅拌均匀，其中， 所述轻质碳酸钙为由本发明所提供的一种利用电石渣制备轻质碳酸钙的方法制备得到；
[0021] c)称取0. 5~1份的羟乙基纤维素加入到步骤b)的体系中，搅拌均匀，在搅拌中 加入90~120份的苯丙乳液，0. 8~1. 5份的碱膨胀类增稠剂，0. 3~0. 8份的聚氨酯缔合 型增稠剂，0. 2~1份的消泡剂，0. 5~1份的防腐杀菌剂，搅拌均匀后，得到建筑涂料。
[0022] 本发明提供的方法制备得到的轻质碳酸钙，其白度高、含量高、晶型优异，且粒径 细小，均匀，可作为填料大量的应用在建筑涂料中，所得的建筑涂料的性能优异，另外，本发 明提供的建筑涂料的制备方法使得最终得到的建筑涂料的储存稳定性、耐老化等性能更加 优异。
【附图说明】
[0023] 图1为电石渣的XRD谱图与JCPDS卡片的对比图；
[0024] 图2为由实施例1所制备得到的轻质碳酸钙的XRD谱图与JCPDS卡片的对比图。
【具体实施方式】
[0025] 下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更 为清楚、明确。
[0026] 根据本发明的一方面，提供一种利用电石渣制备轻质碳酸钙的方法，该方法包括 以下步骤：
[0027] 1)用水清洗电石渣；
[0028] 2)在步骤1)中清洗后的电石渣中加入碳酸盐或/和碳酸氢盐的水溶液，搅拌反应 后离心得到固体，然后干燥固体，得到灰白色粉末，其中，碳酸盐或/和碳酸氢盐的水溶液 的质量百分比浓度为10 %~50% ;
[0029] 3)对步骤2)中所得的灰白色粉末进行煅烧，煅烧后冷却，得到白色粉末；
[0030] 4)对步骤3)中所得的白色粉末进行筛分，即得轻质碳酸酸钙。
[0031] 根据本发明，在步骤1)中，用水洗去电石渣中的溶于水的杂质，特别地，用水对电 石渣清洗多次，可将大部分的杂质洗去，从而避免了杂质对最终产物轻质碳