一種以磷石膏為主料的電石及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種以磷石膏為主料的電石及其制備方法。其技術(shù)方案是：按磷石膏︰棕剛玉的質(zhì)量比為100︰(1.0~1.5)配料，球磨至粒度≤80μm，得到磷石膏顆粒；按所述磷石膏顆粒︰炭黑的質(zhì)量比為10︰(4~5)配料，混合；再將混合后的混合料加入真空電弧爐中，升溫至1700~1900℃，保溫2~3小時(shí)；然后除去底層合金熔體，隨爐冷卻至室溫，即得以磷石膏為主料的電石。所述磷石膏的主要化學(xué)成分是：CaSO

Calcium carbide using phosphogypsum as main material and preparation method thereof

The invention relates to a calcium carbide with phosphogypsum as main material and a preparation method thereof. The technical scheme is: according to the quality of phosphogypsum: brown corundum ratio of 100: (1.0~1.5) ingredients, milling to particle size less than or equal to 80 m, from phosphogysum; according to the phosphogysum: black carbon mass ratio of 10: (4~5) ingredients, mixing; then mixed after adding vacuum arc furnace, heating to 1700~1900 Deg. C, thermal insulation for 2~3 hours; then remove the underlying alloy melt, furnace cooling to room temperature, namely to phosphorus gypsum as main material of calcium carbide. The main chemical composition of phosphogypsum is: CaSO

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種以磷石膏為主料的電石及其制備方法
本專利技術(shù)屬于電石
具體涉及一種以磷石膏為主料的電石及其制備方法。
技術(shù)介紹
電石（CaC2）是一種重要的化工原料，主要用于生產(chǎn)乙炔氣體、有機(jī)合成和氧炔焊接等領(lǐng)域。目前，電石的制備一般采用電熱法和氧熱法。采用電熱法制備電石，一般將焦炭或煤粉等碳源與生石灰、或石膏、或磷石膏等置于密閉電石爐中，在高溫熔融狀態(tài)（約2000~2200℃）發(fā)生還原反應(yīng)。如“一種磷石膏生產(chǎn)硫酸聯(lián)產(chǎn)電石的方法”（201110316620.2）專利技術(shù)，該技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)雖在于可以實(shí)現(xiàn)硫酸與電石的聯(lián)產(chǎn)，但能耗較大，能量利用率較低，增大了電石的制備成本。采用氧熱法制備電石，一般在富氧條件下部分碳發(fā)生氧化反應(yīng)釋放大量熱量，進(jìn)而使殘余碳與鈣源反應(yīng)生成電石。如“一種密閉電石爐爐氣還原分解磷石膏的方法”（200910094165.9）和“氧熱法反應(yīng)制備電石和合成氣的方法及電石反應(yīng)器”（201010581701.0）專利技術(shù)，該技術(shù)雖能量利用率較高，但對(duì)設(shè)備要求較高（如預(yù)熱器、反應(yīng)器、換熱器等），工藝過(guò)程復(fù)雜。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低和對(duì)設(shè)備無(wú)特殊要求的以磷石膏為主料的電石的制備方法；用該方法所制備以磷石膏為主料的電石純度高和結(jié)晶好。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案的具體步驟是：步驟一、按磷石膏︰棕剛玉的質(zhì)量比為100︰(1.0~1.5)配料，球磨至粒度≤80μm，得到磷石膏顆粒。步驟二、按所述磷石膏顆粒︰炭黑的質(zhì)量比為10︰(4~5)配料，混合0.3~0.5小時(shí)，得到混合料。步驟三、將所述混合料加入真空電弧爐中，升溫至1700~1900℃，保溫2~3小時(shí)；再除去底層合金熔體，隨爐冷卻至室溫，即得以磷石膏為主料的電石。所述磷石膏的主要化學(xué)成分是：CaSO4含量為70~85wt%，SiO2含量為1~5wt%，Al2O3含量為2~3wt%，MgO含量為2~3wt%，F(xiàn)e2O3含量為2~3wt%。所述棕剛玉的Al2O3含量≥95wt%。所述炭黑的C含量≥92wt%。由于采用上述技術(shù)方案，本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果：1、本專利技術(shù)以工業(yè)固體廢渣—磷石膏為主要原料，經(jīng)混磨后加入真空電弧爐中碳化還原，不僅制備工藝簡(jiǎn)單，且能顯著降低電石的制備成本。2、本專利技術(shù)利用磷石膏中雜質(zhì)組分在高溫條件下形成液相，提升碳化反應(yīng)速率，促進(jìn)電石的結(jié)晶，同時(shí)利用電弧爐內(nèi)產(chǎn)物的比重而分層，提高了電石的純度。本專利技術(shù)所制備的以磷石膏為主料的電石經(jīng)檢測(cè)：CaC2含量為98.5~99.0wt%；晶粒度為3~6μm。因此，本專利技術(shù)具有工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低和對(duì)設(shè)備無(wú)特殊要求的特點(diǎn)，用該方法制備的以磷石膏為主料的電石純度高和結(jié)晶好。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步的描述，并非對(duì)其保護(hù)范圍的限制：為避免重復(fù)，先將本具體實(shí)施方式所涉及的原料統(tǒng)一描述如下，實(shí)施例中不再贅述：所述棕剛玉的Al2O3含量≥95wt%。所述炭黑的C含量≥92wt%。實(shí)施例1一種以磷石膏為主料的電石及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法的具體步驟是：步驟一、按磷石膏︰棕剛玉的質(zhì)量比為100︰(1.0~1.2)配料，球磨至粒度≤80μm，得到磷石膏顆粒。步驟二、按所述磷石膏顆粒︰炭黑的質(zhì)量比為10︰(4.0~4.4)配料，混合0.3~0.5小時(shí)，得到混合料。步驟三、將所述混合料加入真空電弧爐中，升溫至1700~1780℃，保溫2~3小時(shí)；再除去底層合金熔體，隨爐冷卻至室溫，即得以磷石膏為主料的電石。所述磷石膏的主要化學(xué)成分是：CaSO4含量為70~76wt%，SiO2含量為2~5wt%，Al2O3含量為2.4~3wt%，MgO含量為2.4~3wt%，F(xiàn)e2O3含量為2.4~3wt%。本專利技術(shù)所制備的以磷石膏為主料的電石經(jīng)檢測(cè)：CaC2含量為98.5~98.7wt%；晶粒度為3~5μm。實(shí)施例2一種以磷石膏為主料的電石及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法的具體步驟是：步驟一、按磷石膏︰棕剛玉的質(zhì)量比為100︰(1.1~1.3)配料，球磨至粒度≤80μm，得到磷石膏顆粒。步驟二、按所述磷石膏顆粒︰炭黑的質(zhì)量比為10︰(4.2~4.6)配料，混合0.3~0.5小時(shí)，得到混合料。步驟三、將所述混合料加入真空電弧爐中，升溫至1740~1820℃，保溫2~3小時(shí)；再除去底層合金熔體，隨爐冷卻至室溫，即得以磷石膏為主料的電石。所述磷石膏的主要化學(xué)成分是：CaSO4含量為73~79wt%，SiO2含量為2~5wt%，Al2O3含量為2.4~3wt%，MgO含量為2.4~3wt%，F(xiàn)e2O3含量為2.4~3wt%。本專利技術(shù)所制備的以磷石膏為主料的電石經(jīng)檢測(cè)：CaC2含量為98.6~98.8wt%；晶粒度為3~5μm。實(shí)施例3一種以磷石膏為主料的電石及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法的具體步驟是：步驟一、按磷石膏︰棕剛玉的質(zhì)量比為100︰(1.2~1.4)配料，球磨至粒度≤80μm，得到磷石膏顆粒。步驟二、按所述磷石膏顆粒︰炭黑的質(zhì)量比為10︰(4.4~4.8)配料，混合0.3~0.5小時(shí)，得到混合料。步驟三、將所述混合料加入真空電弧爐中，升溫至1780~1860℃，保溫2~3小時(shí)；再除去底層合金熔體，隨爐冷卻至室溫，即得以磷石膏為主料的電石。所述磷石膏的主要化學(xué)成分是：CaSO4含量為76~82wt%，SiO2含量為1~4wt%，Al2O3含量為2~2.6wt%，MgO含量為2~2.6wt%，F(xiàn)e2O3含量為2~2.6wt%。本專利技術(shù)所制備的以磷石膏為主料的電石經(jīng)檢測(cè)：CaC2含量為98.7~98.9wt%；晶粒度為4~6μm。實(shí)施例4一種以磷石膏為主料的電石及其制備方法。本實(shí)施例所述制備方法的具體步驟是：步驟一、按磷石膏︰棕剛玉的質(zhì)量比為100︰(1.3~1.5)配料，球磨至粒度≤80μm，得到磷石膏顆粒。步驟二、按所述磷石膏顆粒︰炭黑的質(zhì)量比為10︰(4.6~5.0)配料，混合0.3~0.5小時(shí)，得到混合料。步驟三、將所述混合料加入真空電弧爐中，升溫至1820~1900℃，保溫2~3小時(shí)；再除去底層合金熔體，隨爐冷卻至室溫，即得以磷石膏為主料的電石。所述磷石膏的主要化學(xué)成分是：CaSO4含量為79~85wt%，SiO2含量為1~4wt%，Al2O3含量為2~2.6wt%，MgO含量為2~2.6wt%，F(xiàn)e2O3含量為2~2.6wt%。本專利技術(shù)所制備的以磷石膏為主料的電石經(jīng)檢測(cè)：CaC2含量為98.8~99.0wt%；晶粒度為4~6μm。本具體實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果：1、本具體實(shí)施方式以工業(yè)固體廢渣—磷石膏為主要原料，經(jīng)混磨后加入真空電弧爐中碳化還原，不僅制備工藝簡(jiǎn)單，且能顯著降低電石的制備成本。2、本具體實(shí)施方式利用磷石膏中雜質(zhì)組分在高溫條件下形成液相，提升碳化反應(yīng)速率，促進(jìn)電石的結(jié)晶，同時(shí)利用電弧爐內(nèi)產(chǎn)物的比重而分層，提高了電石的純度。本具體實(shí)施方式所制備的以磷石膏為主料的電石經(jīng)檢測(cè)：CaC2含量為98.5~99.0wt%；晶粒度為3~6μm。因此，本具體實(shí)施方式具有工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低和對(duì)設(shè)備無(wú)特殊要求的特點(diǎn)，用該方法制備的以磷石膏為主料的電石純度高和結(jié)晶好。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種以磷石膏為主料的電石的制備方法，其特征在于所述制備方法的步驟是：步驟一、按磷石膏︰棕剛玉的質(zhì)量比為100︰(1.0～1.5)配料，球磨至粒度≤80μm，得到磷石膏顆粒；步驟二、按所述磷石膏顆粒︰炭黑的質(zhì)量比為10︰(4～5)配料，混合0.3～0.5小時(shí)，得到混合料；步驟三、將所述混合料加入真空電弧爐中，升溫至1700～1900℃，保溫2～3小時(shí)；再除去底層合金熔體，隨爐冷卻至室溫，即得以磷石膏為主料的電石。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種以磷石膏為主料的電石的制備方法，其特征在于所述制備方法的步驟是：步驟一、按磷石膏︰棕剛玉的質(zhì)量比為100︰(1.0～1.5)配料，球磨至粒度≤80μm，得到磷石膏顆粒；步驟二、按所述磷石膏顆粒︰炭黑的質(zhì)量比為10︰(4～5)配料，混合0.3～0.5小時(shí)，得到混合料；步驟三、將所述混合料加入真空電弧爐中，升溫至1700～1900℃，保溫2～3小時(shí)；再除去底層合金熔體，隨爐冷卻至室溫，即得以磷石膏為主料的電石。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以磷石膏為主料的電石的制備方法，其特征在于所述磷石膏的主要化學(xué)成分是...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張寒，趙惠忠，李靜捷，陳建威，趙鵬達(dá)，余俊，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：武漢科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：湖北,42