專利名稱：一種氯化鈣融雪劑的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種氯化鈣融雪劑技術領域，具體地說是一種采用廢棄物電石渣及副產鹽酸的綜合利用，使之反應后生成冰點下降的氯化鈣融雪劑的生產方法。
背景技術：
在氯堿企業中生產燒堿的同時，產生氯氣和氫氣。氯氣是化工產品的主要原料，而聚氯乙烯產品是氯堿企業首選的平衡氯氣的最佳產品，其產品用途廣泛。而利用微懸浮法生產聚氯乙烯糊樹脂，采用的原料是電石(CaC2)，電石遇水發生化學反應生成乙炔氣，其余產物為含有Ca(OH)2的電石渣，其反應方程式為CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2↓乙炔氣是生產聚氯乙烯的單體原料氯乙烯的基礎原料，乙炔與HCl氣體發生加成反應生成氯乙烯，氯乙烯聚合反應生成聚氯乙烯。而副產物電石渣漿經過板框壓濾機濾出水份后堆放在廠區固定地點，由于每天有大量的電石渣產生需要外運，如果將這些電石渣加以綜合利用，就可以為企業創造一定的經濟效益，而且還可以減少運輸費用及對環境造成污染。
電石渣漿廢水廢渣的危害電石渣漿是強堿性，PH值為12-14，高懸浮物渣漿中同時還含有硫化物等有毒有害物質，且多項指標超過國家排放標準。廢水直接排放后，其中懸浮物在輸送過程中產生沉淀，會造成管道堵塞，直接造成河床淤塞。此外硫化物排入河道后在細菌參與下和河水中溶解氧反應生成硫酸鹽，耗去水中大量的溶解氧，致使水生動物大量死亡，水體發黑發臭。電石渣堆放占用大量的土地，長期堆積對土地侵蝕嚴重，而且電石渣含水率在50％以上，呈漿糊狀，在運輸途中易滲漏污染路面。
如果將這些電石渣加以綜合利用，不僅為企業創造一定的經濟效益，而且可以減少對環境的污染。
發明內容
本發明的目的是通過利用副產鹽酸與電石渣中的氫氧化鈣產生中和反應，而生成氯化鈣融雪劑的生產方法。
本發明的目的是這樣實現的，具體發明內容是先將一定量含量為26-29％的副產鹽酸放入帶有連續攪拌裝置的反應罐中，在連續攪拌下向反應罐中連續緩慢地加入含氫氧化鈣固體物占60-70％的廢棄物電石渣，在連續攪拌下使兩種反應物反應完全，在電石渣與副產鹽酸的反應不再劇烈時，用PH試紙反復測試PH值，直至PH值呈7-8時視反應終止；將該呈懸濁態的反應液進行真空抽濾；取其清液進行蒸發，干燥得到白色粉末狀氯化鈣產品，該產品即為氯化鈣融雪劑。
上述的對懸濁態的反應液進行真空抽濾，真空度為0.05×1.00Pa，對清液進行蒸發、干燥，制取產品氯化鈣融雪劑。
發明結果(1)氯化鈣產品的質量指標電石渣與鹽酸反應后制取的無水氯化鈣含量見表1。
表1.兩種鹽酸與電石渣反應后生成無水氯化鈣含量
從表1可以看出，雖然合成鹽酸比副產鹽酸中HCl含量高，但制出的產品氯化鈣經分析其含量差別不大，均在96％以上。經查閱化工產品手冊得知，按化工行業標準HG/T2327-92，無水氯化鈣指標一等品為95.0％，外觀為白色塊狀固體。以此標準，我們的產品氯化鈣含量均高于上述指標，但考慮到氯化鈣用于融雪劑，其它指標我們沒有檢測，如鎂及堿金屬氯化物，水不溶物含量等。
(2)實驗現象及說明表2為實驗反應前后各物質的質量變化及實驗現象分析說明。
從表2可以看出，隨著各批次鹽酸中HCl含量不斷變化，投加電石渣的量隨之改變，經真空泵吸濾后得到的氯化鈣清液的量各有不同，清液經過分析，其中含量在29～32％左右，對該氯化鈣溶液做凝固點實驗，在-35℃時，該濃度的液體仍未凝固，說明該濃度下的氯化鈣溶液也可以作為液體融雪劑使用。從技術手冊上查閱，CaCl2含量25.3％，凝固點為-31.2℃，由于條件所限，沒有做出30％的氯化鈣溶液的凝固點。若將該氯化鈣溶液用于融雪劑噴灑在冰雪路面上，亦可以起到融雪的目的，也可以減少對該液體進行蒸發的能源損耗。將氯化鈣溶液蒸發掉水份后生成產品氯化鈣，外觀為白色塊狀固體顆粒，該氯化鈣中仍含有部分水份，其氯化鈣含量為82％以上，稱二水氯水鈣，是融雪劑的最佳產品。將該氯化鈣在電熱烘箱中加熱干燥，溫度260℃，干燥時間1-2小時后，二水氯化鈣失去水份，成為無水氯化鈣，外觀呈粉末狀、粒狀呈蜂窩態的白色物質。CaCl2含量為98％以上，從技術手冊上查閱得知，二水氯化鈣的一等品指標，氯化鈣含量70％以上；無水氯化鈣一等品指標，氯化鈣含量95％以上。因此，從我們實驗室制取的產品來看，其產品指標均高于行業標準。反應后的濾餅中仍含有部分未濾出的氯化鈣溶液，即蒸發掉其中的水份后將干濾餅置于空氣中很快吸潮，說明其中仍含有少量的氯化鈣結晶，可做為干燥劑使用或者將其廢棄。
(3)氯化鈣的腐蝕性對氯化鈣的水溶液進行腐蝕性實驗，將一些含鐵的金屬物置于有氯化鈣溶液的容器中，經一段時間的浸泡，取出后一組用清水沖洗另一組置于空氣中。前者有較輕微的腐蝕，而后者很快生銹。因此作為融雪劑可能會對道路上行駛的車輛的金屬表面接觸到的部分產生輕微腐蝕，需及時用清水沖洗。
表2 反應前后各物質變化及現象分析說明
本發明電石渣中的主要成份是Ca(OH)2，含量大約在50-55％，與副產鹽酸進行中和反應生成氯化鈣，其反應方程式為Ca(OH)2+2HCl→CaCl2+2H2O所產生的氯化鈣產品可以用于冬季除雪的融雪劑。因此，對電石渣的合理利用能夠產生一定的經濟效益并降低對環境的污染是本發明的目的。
本發明由于采用兩種化工副產品廢棄物為原料將其得到充分地利用，而生產一種降低環境污染，有利于環保的，又能獲得一定經濟效益的氯化鈣融雪劑的生產方法。可謂經濟效益、社會效益和環境效益三豐收。本發明還具工藝簡單，操作方便，生產成本低，便于運輸和儲藏。
具體實施例方式
下面將結合附圖
通過實施例對本發明做進一步說明，但下述的實例僅僅是本發明其中的例子而已，并不代表本發明所限定的權利范圍。該權利范圍以權利要求書為準。
實施例1本實例采用的原料為電石渣和鹽酸。電石渣為生產聚氯乙烯產品的廢棄物，鹽酸采用的是合成鹽酸(主要化工產品)和副產鹽酸，采用兩種酸的目的是進行產品質量對比。通過對反應產物氯化鈣含量進行分析對比，確定氯化鈣含量均在97％以上，產品質量差異不大。況且合成鹽酸是我公司的主要產品之一，銷售價格為900元/噸以上，因此采用合成鹽酸制取氯化鈣融雪劑是不可取的，而副產鹽酸因不作為產品銷售，只能作為廢酸有用戶需要時低價處理，處理不了時，中和后排入下水。因此實驗采用的電石渣和副產鹽酸這兩種原料作為原料成本價值可以忽略不計。
其生產方法是在裝有鹽酸的反應槽中，經過HCl含量分析后進行理論計算，需要加入電石渣的量，稱取過量一定比例的(15-25％)的電石渣于容器中，逐漸緩慢地將電石渣加入到帶有攪拌裝置的鹽酸反應槽中，鹽酸反應槽為敞口，并連續攪拌，防止放熱反應產生突沸現象。在反應接近中點即不發生劇烈反應時，需要采用PH計或試紙連續監測溶液的PH值，直至溶液呈中性偏堿性(PH＞7～8)時停止加料，視反應終止，這時反應后的混濁液經吸濾瓶布氏漏斗和真空泵等一套過濾系統后，取其濾后清液裝入燒杯中用可調式電加熱爐加熱蒸發出水份，直至最終水份完全蒸發掉，產生粉狀及塊狀結晶物質-氯化鈣，此時的氯化鈣經分析其純度為82％以上。將該CaCl2晶體粉末再經過電熱干燥箱加熱至260℃以上，時間為1～2小時左右，其中水份完全脫出，該物質呈白色塊狀及蜂窩狀顆粒，成為無水氯化鈣，取少量樣品分析氯化鈣含量為95％以上。
以表2中第二批實驗2樣品數據為例，經過如前發明內容中所述取HCL含量27.49％的副產鹽酸500ml與經過理論計算并過量(15～25％)的292g的電石渣進行中和反應，反應后所得的電石渣漿液經過真空抽濾，真空度為0.06Pa，取得清液460ml，581.9g。對該清液即氯化鈣水溶液采用加熱蒸發工藝蒸出水份，得到白色塊狀固體產品氯化鈣230.5g。根據實驗推算(以本次實驗樣品為例)，每生產一噸氯化鈣約需要2.5噸的副產鹽酸，1.3噸電石渣，根據蒸發理論計算出每生產1噸氯化鈣約需要消耗蒸汽2.25噸，折合成蒸汽的消耗價格約為200元(蒸汽的單價為88.68元/噸)。
通過上網查閱以氯化鈣作融雪劑且稱環保型融雪劑，則銷售價格為500～600元/噸。所謂環保型融雪劑是指有別于以往采用的氯化鈉融雪劑而言的。本產品氯化鈣融雪劑的利潤參照該產品的市場價格如下表3所列，生產1噸氯化鈣的成本分析核算(對電石渣的運輸與堆放成本與生產成本忽略不計)。
表3 氯化鈣融雪劑的成本分析核算
實施例2以表2中第三批次實驗2樣品數據為例，取HCL含量27.41％的副產鹽酸500ml，與經過理論計算并過量20％的電石渣293g進行中和反應，反應后所得的電石渣漿液經過真空抽濾后取得清液410ml，530g。該清液經過分析，氯化鈣含量30.40％，經查閱化工產品手冊得知該濃度的液體氯化鈣的凝固點在-40℃左右。可以作為融雪劑使用，可節省蒸發所耗的蒸汽能源，是理想的節能產品。由于液體氯化鈣融雪劑中氯化鈣含量30.40％，是固體氯化鈣含量的三分之一，由此估算其利潤在150～200元/噸。如表4所示。
表4 液體氯化鈣融雪劑的成本分析核算
從表3的氯化鈣成本分析核算中可以看出，若原料副產鹽酸的成本忽略不計，蒸發所耗的蒸汽的成本占產品利潤的二分之一至三分之一，因此說，蒸汽的消耗是很高的。相比較而言，此工藝生產的氯化鈣作為融雪劑的利潤在300-400元/噸。從表4的氯化鈣成本分析核算中可以看出，液體氯化鈣由于節省了蒸汽，利潤是150～200元/噸，即可以起到融雪效果，又可以有一定的經濟效益。
權利要求
1.一種利用廢棄電石渣與副產鹽酸反應制取氯化鈣融雪劑的生產方法，其特征是先將一定量含量為26-29％的副產鹽酸放入帶有連續攪拌裝置的反應罐中，在連續攪拌下向反應罐中連續緩慢地加入含氫氧化鈣固體物占60-70％的廢棄物電石渣，在連續攪拌下使兩種反應物反應完全，在電石渣與副產鹽酸的反應不再劇烈時，用PH試紙反復測試PH值，直至PH值呈7-8時視反應終止；將該呈懸濁態的反應液進行真空抽濾；取其清液進行蒸發，干燥得到白色粉末狀氯化鈣產品，該產品即為氯化鈣融雪劑。
2.根據權利要求1反述的生產方法，其特征是對懸濁態的反應液進行真空抽濾，真空度為0.05×1.00Pa，對清液進行蒸發、干燥，制取產品氯化鈣融雪劑。
全文摘要
一種利用廢棄電石渣與副產鹽酸反應制取氯化鈣融雪劑的生產方法，其發明要點是先將一定量含量為26－29％的副產鹽酸放入帶有連續攪拌裝置的反應罐中，在連續攪拌下向反應罐中連續緩慢地加入含氫氧化鈣固體物占60－70％的廢棄物電石渣，在連續攪拌下使兩種反應物反應完全，在電石渣與副產鹽酸的反應不再劇烈時，測試pH值，直至pH值呈7－8時視反應終止；將該呈懸濁態的反應液進行真空抽濾；取其清液進行蒸發，干燥得到白色粉末狀氯化鈣產品，該產品即為氯化鈣融雪劑。本發明由于采用兩種化工副產品廢棄物為原料將其得到充分地利用，而生產一種降低環境污染，有利于環保的，又能獲得一定經濟效益的氯化鈣融雪劑的生產方法。
文檔編號C01F11/00GK101045546SQ20071001112
公開日2007年10月3日 申請日期2007年4月28日 優先權日2007年4月28日
發明者張素環, 劉國楨, 楊海堃, 黃海濤, 李健 申請人:沈陽化工股份有限公司