一種利用電石渣制備輕質碳酸鈣的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于化工生產領域，特別涉及一種利用電石渣制備輕質碳酸鈣的方法，以 及該方法制備得到的輕質碳酸鈣能夠作為填料應用在建筑涂料中。
【背景技術】
[0002] 隨著經濟的發展，能源的短缺，石油的漲價，對乙炔的需求日益增加。而乙炔的最 重要來源是電石礦。以電石為原料，加水生產乙炔的工藝簡單成熟，至今已有60多年歷史。 目前在我國仍占較大比重。電石水解獲取乙炔氣后的以氫氧化鈣為主要成分的廢渣稱為電 石渣，多數顆粒的粒徑在10~50微米之間，一般呈稀糊狀，流動性差。1噸標準電石生產乙 炔氣大約產生1. 5~2噸電石渣。電石渣主要成分是Ca(OH)2，另外含有硅、鐵、鋁、鎂等的 氧化物，少量的硫化物、磷化物以及乙炔氣，具有強堿性，PH值高達12以上。從乙炔發生器 排出的電石渣含水量高達90%以上。電石渣如得不到妥善的處理，直接露天堆放，將占用 大量的土地，并污染周圍的環境和水域。所以，電石渣的處理迫在眉睫。目前，僅有一部分 電石渣用于填土作地基或筑路用，大部分都沒有被處理和利用，國內外也沒有較好的處理 方法以及使其資源化的相關報道。
[0003] 近年來，建筑業已逐漸發展成為國民經濟的支柱產業，對建筑涂料的需求量日益 增加。我們知道建筑涂料的主要組成有成膜物質、顏填料以及溶劑和各種助劑等。而在工 程涂料中，顏填料的添加量更是高達40%以上。如果能對電石渣進行加工處理并取代建筑 涂料中的大部分或全部填料，則電石渣的消耗量相當可觀。這是一條"變廢為寶"，資源化利 用電石渣的好途徑，其經濟意義和環境意義非常重大。因此，以電石渣為原料制備輕質碳酸 鈣越來越收到人們的青睞。
[0004] 目前，以電石渣為原料制備輕質碳酸鈣的方法有以下兩種種：
[0005] 1)將電石渣高溫煅燒后生石灰與水發生消化反應，然后往消化液中通入二氧化碳 氣體從而得到沉淀的碳酸鈣。此方法制備得到的碳酸鈣的品質、白度和晶型都不是很好。
[0006] 2)將氨基酸加入到電石渣中，將電石渣中微溶于水的氫氧化鈣轉化為易溶于水的 氨基酸鈣，然后調節氨基酸鈣溶液的PH值將溶液中的雜質以沉淀的形式析出，過濾后向氨 基酸鈣溶液中通入二氧化碳氣體制備碳酸鈣。此方法由于要用到氨基酸，生產成本高，且對 pH值調節過程的精準度要求高，這些都不利于產業化推廣。
[0007] 此外，上述兩種方法中，都是通過向溶液中通入二氧化碳氣體來制備碳酸鈣，此操 作工藝復雜且對裝置要求高，提高了企業的成本。
[0008] 另外，還在一些現有技術中，通過添加脂肪酸作為提取劑提取電石渣中的有效鈣， 然后加入碳化液制備碳酸鈣，由于從己酸鈣開始的高級脂肪酸鈣在水中的溶解度變差，因 此脂肪酸的使用受到限制，并且甲酸、乙酸、丙酸、丙烯酸等低級脂肪酸均有刺激性氣味，會 造成污染，不利于環保和人體健康。同時，通過添加脂肪酸作為提取劑，在加入碳化液時需 要精確調節體系的PH值，因此，要求工人操作精準度高，操作復雜，這些因素均不利于該方 法的產業化推廣。
【發明內容】
[0009] 為了解決上述問題，本發明人進行了銳意研究，結果發現：通過在電石渣中加入碳 化液，特別地，選用碳酸鹽或是碳酸氫鹽的水溶液，攪拌反應后處理得到灰白色固體粉末， 然后進行煅燒，冷卻，篩分后得到輕質碳酸鈣，從而完成本發明。
[0010] 本發明的目的在于提供一種利用電石渣制備輕質碳酸鈣的方法，該方法包括以下 步驟：
[0011] 1)用水清洗電石渣；
[0012] 2)在步驟1)中清洗后的電石渣中加入碳酸鹽或/和碳酸氫鹽的水溶液，攪拌反應 后離心得到固體，然后干燥固體，得到灰白色粉末，其中，碳酸鹽或/和碳酸氫鹽的水溶液 的質量百分比濃度為10 %~50% ;
[0013] 3)對步驟2)中所得的灰白色粉末進行煅燒，煅燒后冷卻，得到白色粉末；
[0014] 4)對步驟3)中所得的白色粉末進行篩分，獲得輕質碳酸酸鈣。
[0015] 本發明的另一目的在于提供一種利用電石渣制備輕質碳酸鈣的方法制備得到的 輕質碳酸鈣作為在建筑涂料中的填料。
[0016] 本發明的再一目的在于提供一種建筑涂料，該建筑涂料由包含以下重量份數的原 料制成：
[0017] 苯丙乳液90~120份，軟化水300~450份，輕質碳酸鈣380~450份，鈦白粉 80~120份，高嶺土 20~50份，云母粉5~15份，羥乙基纖維素1. 5~2. 5份，潤濕劑 0. 5~1. 5份，分散劑3~5份，消泡劑1~2. 5份，中和劑0. 2~1份，成膜助劑3~5份， 堿膨脹類增稠劑〇. 8~1. 5份，聚氨酯締合型增稠劑0. 3~0. 8份，防凍劑3~5份，防腐 殺菌劑0. 5~1份，其中，所述輕質碳酸鈣為由本發明所提供的一種利用電石渣制備輕質碳 酸鈣的方法制備得到。
[0018] 本發明的再一目的在于提供一種建筑涂料的制備方法，該方法包括以下步驟：
[0019] a)向攪拌器中加入300~450份的軟化水，然后在攪拌中加入0. 5~1. 5份的潤 濕劑，3~5份的分散劑，0. 8~1. 5份的消泡劑，0. 2~1份的中和劑，1~1. 5份的羥乙基 纖維素，攪拌均勻后，加入80~120份的鈦白粉攪拌均勻；
[0020] b)向步驟a)中的體系中加入400~450份的輕質碳酸鈣，在攪拌中，加入20~50 份的高嶺土，5~15份的云母粉，3~5份的防凍劑，3~5份的成膜助劑，攪拌均勻，其中， 所述輕質碳酸鈣為由本發明所提供的一種利用電石渣制備輕質碳酸鈣的方法制備得到；
[0021] c)稱取0. 5~1份的羥乙基纖維素加入到步驟b)的體系中，攪拌均勻，在攪拌中 加入90~120份的苯丙乳液，0. 8~1. 5份的堿膨脹類增稠劑，0. 3~0. 8份的聚氨酯締合 型增稠劑，0. 2~1份的消泡劑，0. 5~1份的防腐殺菌劑，攪拌均勻后，得到建筑涂料。
[0022] 本發明提供的方法制備得到的輕質碳酸鈣，其白度高、含量高、晶型優異，且粒徑 細小，均勻，可作為填料大量的應用在建筑涂料中，所得的建筑涂料的性能優異，另外，本發 明提供的建筑涂料的制備方法使得最終得到的建筑涂料的儲存穩定性、耐老化等性能更加 優異。
【附圖說明】
[0023] 圖1為電石渣的XRD譜圖與JCPDS卡片的對比圖；
[0024] 圖2為由實施例1所制備得到的輕質碳酸鈣的XRD譜圖與JCPDS卡片的對比圖。
【具體實施方式】
[0025] 下面通過對本發明進行詳細說明，本發明的特點和優點將隨著這些說明而變得更 為清楚、明確。
[0026] 根據本發明的一方面，提供一種利用電石渣制備輕質碳酸鈣的方法，該方法包括 以下步驟：
[0027] 1)用水清洗電石渣；
[0028] 2)在步驟1)中清洗后的電石渣中加入碳酸鹽或/和碳酸氫鹽的水溶液，攪拌反應 后離心得到固體，然后干燥固體，得到灰白色粉末，其中，碳酸鹽或/和碳酸氫鹽的水溶液 的質量百分比濃度為10 %~50% ;
[0029] 3)對步驟2)中所得的灰白色粉末進行煅燒，煅燒后冷卻，得到白色粉末；
[0030] 4)對步驟3)中所得的白色粉末進行篩分，即得輕質碳酸酸鈣。
[0031] 根據本發明，在步驟1)中，用水洗去電石渣中的溶于水的雜質，特別地，用水對電 石渣清洗多次，可將大部分的雜質洗去，從而避免了雜質對最終產物輕質碳