专利名称：利用双氰胺工业废渣制取高分子合成制品填充剂的制作方法
技术领域：
本发明是一种化学工业废渣的利用方法，是“三废”治理和环境保护领域的一种新产品，即利用化工产品双氰胺生产中排出的有害废渣进行再加工处理，制取一种广泛应用于橡胶、塑料、涂料、油墨等高分子合成制品生产中代替纯白轻质碳酸钙(简称纯白轻钙)的填充剂材料(暂定名为含碳轻质碳酸钙，简称含碳轻钙)。
在化工产品双氰胺的生产过程中，要排出一种废渣，数量很大，每生产1吨成品，出渣量在5吨以上，一家年产1500吨的中型生产厂，年排渣量达1.5万吨(合干渣0.75万吨)。这种废渣，外观为灰色，呈细粉状，迄今为止，尚无恰当的治理途径，绝大多数生产厂皆以支出排污费征用乡村土地堆放的消极方法处理;不仅浪费土地资源，而且其中含氮有机物流入湖塘，会染污水质，贻害无穷。
本发明的目的是要为这种工业废渣提供一种最高价值的利用方法。利用这种方法，可以将双氰胺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，取代纯白轻钙作填充剂，广泛地应用于深颜色橡胶、塑料、涂料、油墨等轻工制品的生产，取得满意的使用效果。实施这种方法，不仅可以为双氰胺生产厂家提供一条废渣处理的最佳途径，对治理“三废”污染，保护生态环境，节约土地资源作出贡献，而且可以为橡胶、塑料等轻工行业提供部分质优价廉的填充剂原料从而大大降低生产成本，而且也为化工行业节约资金、能源和石灰石矿产资源;故而显示了较好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，含水量高达50-52%(如附图
一中A序列所示)，可用机械脱水和加热烘灼的方法排除。其干物质系由石灰氮水解后碳化脱钙生成的沉淀碳酸钙微粒(占70-72%)，石灰氮原料中带进的石墨型游离碳素微粒(占8-10%)和砂滤回收母液后留下的粗颗粒河砂(占18-20%)组成的混合物，另含有少量未滤清母液中残留的氰胺、尿素等含氮有机物(占0.8-1.2%)和微量酸不溶物杂质(0.5%以下)。
根据上列物质组成可知，其中的粗颗粒河砂(如附图一中B序列所示，为200目/吋标准筛筛余物含量)，可将干物料以筛分法或风选法进行分离;分离河砂后之物料，主要成份沉淀碳酸钙含量高达85%以上(如附图一中D序列所示，为用过量HCL反应放出CO2和洗涤滤去CaCL2后计算的含量)，是具有利用价值的化工原料，应予以保留;石墨型碳素含量也较多(如附图一中E序列所示，为850℃高温燃烧后，C被氧化挥发计算的含量)，因其化学性质稳定，虽可用高温燃烧法进行分离，但会造成碳酸钙分解变性，故只能予以保留;含氮有机物含量虽少(如附图一中C序列所示，为300℃超熔点温度下烘灼后，NH2CN·CH4ON2等含氮有机物气化挥发计算出的含量)，系有害杂质，可在适当温度下挥发脱除;还有部分游离碱、酸不溶物及其他金属杂质含量极微(如附图一中F序列所示，为各类成份经物理、化学方法全部分离后剩下之灰份，即为其总含量)，对整个物料的物化性能不会造成大的影响。
利用上述诸种方法，分离和脱除水分、河砂、含氮有机物后，保留下来的是沉淀碳酸钙(占87%以上)和石墨型碳素(占12%以上)总含量达99%以上的混和物(如附图二中所示，为经脱水、烘灼、筛分等方法加工处理即小批量试生产所得成品的分析检测结果)。此二种物质皆为隋性物质，化学性质稳定，分散性好，耐高温，耐摩擦，抗腐蚀，完全可以作为高分子合成制品中的填充剂，取得满意的使用效果(如附图三所示，为该试产品与传统纯白轻钙同为填充剂，以同样配方、工艺成型所得胶料的物理性能检测结果对比，除扯断力一项指标略低外，其他各项指标都达到或超过纯白轻钙)(如附图四所示，为该试产品作为填充剂直接应用于车胎三角胶生产试验所得制品的物理性能检测结果，各项指标都达到或超过用纯白轻钙制作的制品的质量水平)。
二、工艺流程根据上述工艺原理，为将双氰胺废渣转化成能够满足一般橡胶、塑料等制品技术要求的填充剂材料，可采取一系列物理的和化学的方法进行加工处理。现设计如下工艺流程进行生产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，须用卧式离心机或板框式压滤机实施机械强力脱水，将其含水量降至最低程度。此过程亦即排除了部分滤液杂质。
2、烘灼经脱水后的渣料呈半干状粉块，投入设有搅拌装置的烘干设备，保持加热温度250～300℃，在此温度下进行烘灼，一方面蒸发水分，另方面使其中所含含氮有机物气化挥发，与水蒸汽一起从烟道排入高空。
3、筛分或风选经烘灼后的渣料呈干粉状，可在烘干机附设高压风机，调节风量，直接进行风选，或从烘干机移入筛分机将其中混有的粗颗粒河砂分离。
4、包装经风选或筛分除去河砂后得到的物料呈灰色细粉，即由沉淀碳酸钙和石墨型碳素两种成份组成的混和物，是为最后成品，可在风选机或筛分机出料口以薄膜编织双层塑袋进行包装，经质量检验合格后作为橡胶、塑料等制品所需的填充剂产品。
三、产品技术标准通过上述工艺流程生产的含碳轻钙产品，从分析检测结果可知(见附图二)，其物理性能和化学成份与纯白轻钙极为相近，只是外观颜色不同，比重稍有差别。所以，完全可以将轻质碳酸钙的技术标准做为依据，以满足橡胶。塑料制品对填充剂的性能要求为前提，根据本含碳轻钙产品的性状特征，进行适当的修改，制订出该项产品的企业技术标准(如附图五所示，为对照轻质碳酸钙国定标准，初步编制的含碳轻质碳酸钙企业标准)，作为生产企业质量管理和控制的必要规章。
四、二次污染情况从上述工艺流程可知，按照本工艺方法加工处理双氰胺废渣，其中唯一的有害成份是含氮有机物(主要是氰化物)，虽须以液体和气体二种状态排出，但含量极少，不会造成环境污染。渣料在脱水过程中虽须排放占投渣量25%左右的滤液，但其中所含NH2CN不到1%，只要用水稀释冲洗排入下水道，其渗入地面水的量微乎其微，不会超出国定水质标准界限(0.1mg/L);渣料在烘灼过程中会产生一些氨气，但其含量仅占混合气体2%不到，且是从烟道排入高空，其渗入地面空气的量也微乎其微，不会超出国定标准界限(30mg/m3)。再如渣料在风选或筛分过程中分离出占出渣量20%左右的粗颗粒河砂，可全部供给建筑行业作混凝土和砌筑砂浆的上等砂料，更不会产生二次污染。
权利要求
1.一种双氰胺工业废渣的利用方法，其特征在于运用物理的和化学的工艺手段，除去该废渣中所含的水分、河砂、含氮有机物等杂质，加工为一种由沉淀碳酸钙和石墨型碳素组成的化工材料，可作为深颜色橡胶、塑料、涂料、油墨等高分子合成制品的填充剂原料，取得满意的使用效果。
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所含的主要成份沉淀碳酸钙和石墨型碳素皆是化学性质稳定、分散性好、耐高温、抗腐蚀的物质，除外观呈灰色外，其他物化性能都可满足高分子合成制品对填充剂的技术要求。
3.根据权利要求1所述的双氰胺废渣利用方法，其特征是运用机械脱水、高温烘灼、筛分或风选提纯等工艺方法，除去该废渣中所含的水分、河砂、含氮有机物等杂质，生产出一种“含碳轻质碳酸钙”产品，作为深颜色橡胶，塑料等轻工制品的填充剂，可获得满意的使用效果。
全文摘要
本发明是一种双氰胺工业废渣的利用方法。是运用机械脱水、高温烘灼、风选或筛分提纯等工艺手段，除去其中所含水分、河砂、含氮有机物等杂质，将其加工成一种由沉淀碳酸钙和石墨型碳素组成的含碳轻质碳酸钙化工材料，可取代纯白轻质碳酸钙作为填充剂，广泛地应用于深颜色橡胶、塑料、涂料、油墨等轻工制品的生产，取得满意的使用效果。实施这种工艺方法，不仅可以为双氰胺生产厂家提供一条废渣处理的最佳途径，对治理“三废”污染，保护生态环境，节约土地资源作出贡献，而且可以为橡胶、塑料等轻工行业提供部分质优价廉的填充剂原料，从而大大降低生产成本，同时也为化工行业节约资金、能源和石灰石矿产资源，故而显示了较大的社会效益和经济效益。
文档编号C09C1/00GK1071181SQ9110946
公开日1993年4月21日 申请日期1991年9月24日 优先权日1991年9月24日
发明者屠志康 申请人:屠志康