一種利用堿渣制備的環(huán)保融雪劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化工廢渣的綜合利用以及化工生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種利用堿 渣制備的環(huán)保融雪劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 融雪劑（道路凍結(jié)防止劑）主要用于道路、機(jī)場、港口、城市街道冬季除雪和道路 防凍結(jié)。國內(nèi)外使用的融雪劑一般有兩大類：一類是以醋酸鹽為主要成分的融雪劑，該類融 雪劑融雪效果好，沒有什么腐蝕損害，但它的價格高，一般用于機(jī)場等重要場所。另一類是 以"氯鹽"為主要成分的融雪劑，如氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂、氯化鉀等，通常稱作"化冰鹽"。 國內(nèi)主要的環(huán)保型融雪劑有氯化鈣、緩蝕劑、防滑劑等，經(jīng)粉碎、攪拌，混合均勻即制得新型 環(huán)保融雪劑。但常規(guī)的氯化鈣合成多采用石灰石為原料，原料及加工成本高。中國專利申 請CN200910011620.4公開的融雪劑由貝殼、雞蛋殼為鈣源制備，但是貝殼、蛋殼不易收集， 且需要進(jìn)行粉碎和預(yù)加工，增加了成本。
[0003] 堿渣是氨堿法制堿過程中排放的廢渣，其主要成分是碳酸鈣、氫氧化鈣。由于氨堿 法純堿生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)，每生產(chǎn)1噸純堿要向外排放〇. 3-0. 4噸的堿渣。國內(nèi)氨堿廠大多 采取自然堆放或直接排海的方式處理堿渣。引發(fā)的問題如下：（1)占用了大量的土地資源， 其中的有害成分經(jīng)過風(fēng)化淋濾、地表徑流的侵蝕而滲入地下水和土壤，造成污染；同時破壞 土壤的原有結(jié)構(gòu)，最后發(fā)展成鹽堿地。（2)堿渣排海則導(dǎo)致海洋生態(tài)平衡被破壞，危害水產(chǎn) 養(yǎng)殖，而且沉積之后可能危及航道。因此，堿渣的問題一直制約著純堿企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展， 是氨堿廠的一大技術(shù)難題。
[0004] 有鑒于此，特提出本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是克服堿渣難以利用的問題，提供一種利用堿渣制備的環(huán)保融雪劑 及其制備方法。堿渣中主要成分碳酸鈣、氫氧化鈣，可以與酸反應(yīng)生成鈣鹽。且相比來說， 堿渣有以下優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)量大，相比貝殼、蛋殼容易收集；粒度小，相比石灰石、貝殼和蛋殼減少 了粉碎的過程，節(jié)約成本；成分明確，反應(yīng)可控。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種利用堿渣制備的環(huán)保融雪 劑，包括由堿渣與酸為原料進(jìn)行反應(yīng)的產(chǎn)物。
[0007] 其中，所述酸為鹽酸、醋酸、廢鹽酸、木醋酸、硫酸等中的一種或幾種；優(yōu)選地，所述 酸為鹽酸和醋酸。
[0008] -般地，本發(fā)明所述堿渣中堿性鈣鹽的含量不低于70% ;優(yōu)選所述堿性鈣鹽包括 碳酸鈣、硫酸鈣、氯化鈣等中一種或幾種。
[0009] 一般地，本發(fā)明所述堿渣中還含有Ca(0H)2，含量約在10%左右。
[0010] 例如，本發(fā)明所述堿渣為氨堿法制堿過程中排放的廢渣。
[0011] 所述由堿渣與酸為原料進(jìn)行反應(yīng)的產(chǎn)物，該產(chǎn)物的制備方法包括：在攪拌的條件 下，將酸加入到裝有堿渣的反應(yīng)罐中進(jìn)行反應(yīng)，然后用所述堿渣或所述酸調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH至7-8,得懸濁態(tài)的反應(yīng)液，過濾，即得液態(tài)產(chǎn)物；或進(jìn)一步將所述液態(tài)產(chǎn)物經(jīng)蒸發(fā)、干燥， 得固態(tài)產(chǎn)物。
[0012] -般地，所述固態(tài)產(chǎn)物含水量< 15%。
[0013] 上述由堿渣與酸為原料進(jìn)行反應(yīng)的產(chǎn)物的制備方法中：
[0014] 所述酸為鹽酸和/或醋酸；優(yōu)選為鹽酸和醋酸。
[0015] -般地，所述反應(yīng)罐中進(jìn)行反應(yīng)的時間一般為5-6小時。
[0016] 優(yōu)選地，所述過濾為真空抽濾，優(yōu)選真空度為l_20kPa。
[0017] 進(jìn)一步地，可對所述液態(tài)產(chǎn)物進(jìn)行脫色處理。優(yōu)選脫色處理方法為活性炭吸附脫 色。
[0018] 通過回收所述反應(yīng)中產(chǎn)生的二氧化碳（例如采用干燥劑）可獲得副產(chǎn)品二氧化 碳。二氧化碳可以應(yīng)用到氨堿法生產(chǎn)純堿的工藝中去。
[0019] 進(jìn)一步地，還可以吸收反應(yīng)過程中揮發(fā)出的氯化氫氣體。
[0020] 上述液態(tài)產(chǎn)物（包括脫色或不脫色的）不濃縮或經(jīng)濃縮后可直接作為液態(tài)的環(huán)保 融雪劑。
[0021] 或者將上述液態(tài)產(chǎn)物（包括脫色或不脫色的）經(jīng)蒸發(fā)、干燥后進(jìn)一步制得固態(tài)產(chǎn) 物，將所述固態(tài)產(chǎn)物用作環(huán)保融雪劑。
[0022] 為進(jìn)一步地提高融雪、化冰效果，所述環(huán)保融雪劑還包括尿素、亞硝酸鈉、醋酸鹽 (例如醋酸鎂）、氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂、氯化鉀等中的一種或幾種。
[0023] 具體地，所述環(huán)保融雪劑，包括由堿渣與鹽酸和/或醋酸為原料進(jìn)行反應(yīng)的產(chǎn)物； 優(yōu)選地，還包括尿素、亞硝酸鈉、醋酸鎂中的一種或幾種。一般地，將各組分按常規(guī)技術(shù)混合 均勻即可制得。
[0024] 更具體地，所述環(huán)保融雪劑，以重量份計(jì)，包括由堿渣與鹽酸為原料進(jìn)行反應(yīng)的固 態(tài)產(chǎn)物75-95份、尿素5-15份、亞硝酸鈉0-10份。
[0025] 或者所述環(huán)保融雪劑，以重量份計(jì)，包括由堿渣與醋酸為原料進(jìn)行反應(yīng)的固態(tài)產(chǎn) 物10-50份、醋酸鎂50-90份。
[0026] 本發(fā)明意外地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)含有以上述堿渣與鹽酸和醋酸為原料進(jìn)行反應(yīng)的產(chǎn)物的環(huán) 保融雪劑，其融雪化冰效果更佳。
[0027] 具體地，一種環(huán)保融雪劑，以重量份計(jì)，包括由堿渣與鹽酸和醋酸為原料進(jìn)行反應(yīng) 的固態(tài)產(chǎn)物50-80份、尿素6-9份、亞硝酸鈉3-4. 5份、醋酸鎂9-36份。
[0028] 本發(fā)明所述重量份可以是g、kg等本領(lǐng)域公知的重量單位，也可以是其倍數(shù)，如 1/10、1/100、10 倍、100 倍等。
[0029] 本發(fā)明所述環(huán)保融雪劑可為固態(tài)或液態(tài)。
[0030] 本發(fā)明有益效果是：
[0031] 本發(fā)明首次提出通過采用堿渣與酸為原料制備環(huán)保融雪劑，不僅有效利用了堿渣 中的鈣離子，也使氯離子的存在成為有利因素。既解決了堿渣處理的難題，還提高了堿渣經(jīng) 濟(jì)價值，同時獲得副產(chǎn)品二氧化碳。若利用堿渣與廢酸反應(yīng)制備環(huán)保融雪劑，還能提高廢酸 的經(jīng)濟(jì)價值。本發(fā)明方法簡便易行，二次污染少，所制得的環(huán)保融雪劑既具有較好的融雪、 化冰效果，還具有綠色環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)；與傳統(tǒng)融雪劑氯化鈉相比，極大的降低了對金屬離子和 路面的腐蝕作用，并且明顯降低了融雪劑的生產(chǎn)成本。此外，因本發(fā)明環(huán)保融雪劑含有鈣鹽 和尿素等，還可以作為路邊植物的肥料，一舉多得。
【附圖說明】
[0032] 圖1為實(shí)施例1所制得環(huán)保融雪劑的XRD圖譜；
[0033] 圖2為實(shí)施例5所制得環(huán)保融雪劑的XRD圖譜；
[0034] 圖3為實(shí)驗(yàn)例5的圖釘?shù)母g情況圖；
[0035] 其中，圖1和圖2中，橫坐標(biāo)"2-Theta-Scale"表示"2 9角";縱坐標(biāo)"Intensity" 表示"峰強(qiáng)"；
[0036] 圖3中，I、II、III分別表示蒸餾水處理、20% (wt)的實(shí)施例1制得的環(huán)保融雪劑 處理、20 % (wt)的氯化鈉處理。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。如無特殊指明，以下實(shí) 施例所用原料堿渣產(chǎn)自唐山三友堿廠。
[0038] 實(shí)施例1
[0039] 本實(shí)施例提供一種利用堿渣制備的環(huán)保融雪劑，包括由堿渣與鹽酸為原料進(jìn)行反 應(yīng)的固態(tài)產(chǎn)物。
[0040] 本實(shí)施例同時提供該固態(tài)產(chǎn)物的制備方法，包括在攪拌的條件下，將濃鹽酸緩慢 加入到已經(jīng)裝有堿渣的反應(yīng)罐中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)行5-6小時后，檢測pH;用堿渣、濃鹽酸 調(diào)節(jié)反應(yīng)罐內(nèi)pH在7-8時，停止反應(yīng)，得懸池態(tài)的反應(yīng)液，再進(jìn)行真空抽濾，真空度20kPa， 蒸發(fā)、干燥，制得固態(tài)產(chǎn)物。該固態(tài)產(chǎn)物可直接用作環(huán)保融雪劑。
[0041] 反應(yīng)過程中回收反應(yīng)的副產(chǎn)品二氧化碳。
[0042] 其反應(yīng)式為：
[0043] CaC03+2HCl=CaCl2+H20+C02t
[0044] Ca(OH) 2+2HCl=CaCl2+2H20
[0045] 本實(shí)施例中原料投料量及產(chǎn)物量見下表1。
[0046] 表 1
[0047]
[0048] 實(shí)施例2
[0049] 本實(shí)施例提供一種利用堿渣制備的環(huán)保融雪劑，包括按實(shí)施例1方法制備的固態(tài) 產(chǎn)物75g、尿素15g、亞硝酸鈉10g。將上述組分混合均勻即可制得。
[0050] 實(shí)施例3
[0051] 本實(shí)施例提供一種利用堿渣制備的環(huán)保融雪劑，包括按實(shí)施例1方法制備的固態(tài) 產(chǎn)物85g、尿素10g、亞硝酸鈉5g。將上述組分混合均勻即可制得。
[0052] 實(shí)施例4
[0053] 本實(shí)施例提供一種利用堿渣制備的環(huán)保融雪劑，包括按實(shí)施例1方法制備的固態(tài) 產(chǎn)物95g、尿素5g。將上述組分混合均勻即可制得。
[0054] 實(shí)施例5
[0055] 本實(shí)施例提供一種利用堿渣制備的環(huán)保融雪劑，包括由堿渣與醋酸為原料進(jìn)行反 應(yīng)的固態(tài)產(chǎn)物。
[0056] 本實(shí)施例同時提供該固態(tài)產(chǎn)物的制備方法，包括在攪拌的條件下，將冰醋酸緩慢 加入到已經(jīng)裝有堿渣的反應(yīng)罐中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)進(jìn)行5-6小時后，檢測pH;用堿渣、冰醋酸 調(diào)節(jié)反應(yīng)罐內(nèi)pH在7-8時，停止反應(yīng)，得懸池態(tài)的反應(yīng)液，再進(jìn)行真空抽濾，真空度15kPa， 蒸發(fā)、干燥，制得固態(tài)產(chǎn)物。該固態(tài)產(chǎn)物可直接用作環(huán)保融雪劑。反應(yīng)過程中回收反應(yīng)的副 產(chǎn)品二氧化碳。
[0057] 其反應(yīng)式為：
[0058] CaC03+2CH3C00H= (CH3C00) 2Ca+H20+C02t
[0059] Ca(OH) 2+2CH3C00H= (CH3C00) 2Ca+2H20
[0060] 本實(shí)施例中原料投料量及產(chǎn)物量見下表2
[0061]表2
[0062]
[0063] 實(shí)施例6
[0064] 本實(shí)施例提供一種利用堿渣制備的環(huán)保融雪劑，包括按實(shí)施例5方法制備的固態(tài) 產(chǎn)物l〇g、醋酸鎂90g。將上述組分混合均勻即可制得。