碳酸钙项目简介2过控所.doc

利用电石渣制备高碳酸钙工业开发项目 中国科学院过程工程研究所 中国 · 北京 201年月纳米级活性碳酸钙是20世纪90年代发展起来的尖端产品，与普通碳酸钙相比，由于其物理性能有较大改善，使之在众多应用领域中可起到增强、增韧作用，从而改变产品的使用性和外观性，可以部分取代如白炭黑等昂贵的原材料，使产品成本下降，质量大幅度提高，因此，纳米碳酸钙一出现，就表现出广泛的适用性和较为旺盛的市场需求，广泛应用于涂料、塑料、橡胶、胶粘剂、造纸、油墨、油漆、化妆品和医药等领域。国外纳米碳酸钙生产及市场较为成熟。日本在纳米碳酸钙生产技术、产品开发及应用方面处于国际领先地位。现在有纺锤形、立方形、针形和锁链形等纳米碳酸钙产品及改性产品50多种。目前，美国纳米碳酸钙的生产及应用侧重于造纸、涂料业，美国MTI 公司已成为国际上最大的轻质碳酸钙生产商；英国侧重于高档涂料方面的应用，ICI公司主宰着国际高档涂料用超细碳酸钙市场2010年国内共生产电石1480 万吨，按消耗每吨电石产生1.20t 电石渣计，全国产生的电石渣超过1776 万吨。电石渣的主要成分是氢氧化钙，是高碱性物质pH 值可达12 以上。存储电石渣常占用大量的耕地，长期存放的土地严重钙化，复耕非常困难。如果管理不当会对本地生态环境及空气质量造成严重影响，风天尘雾迷漫，雨天污水遍地。另一方面，电石渣又可以成为生产水泥等建材、碳酸钙等化工产品的主要原料。因此，开展电石渣的综合利用不仅能获得经济效益，还具有良好的环境及社会效益。 二、市场分析 轻质碳酸钙主要分为：普通钙、活性钙、超细（纳米）钙。轻质碳酸钙主要用于橡胶、塑料、造纸、涂料、医药、油墨等行业，并可用于牙膏、化妆品等日用化工制品中，还广泛应用于有机合成、冶金、玻璃和石棉生产。图1是轻质碳酸钙的主要应用领域。 图1 轻质碳酸钙的主要应用领域 目前，全国生产轻质碳酸钙约为1000万吨，而消费量却达到2000多万吨，主要消费在橡胶、塑料、涂料等三个行业，其中除普通钙外，超细（纳米）钙、活性钙生产等产品尚有较大发展空间。国内橡胶行业是轻质碳酸钙的最大用户，其用量占总产量的40%，预计今后的用量增长率为10%；碳酸钙添加在塑料中可增加塑料体积、降低生产成本，提高塑料制品的尺寸稳定性、硬度和刚性，其用量占总产量的15%左右；涂料、建筑等行业的用量占总产量的30%左右，预计今后将增长14%左右；油墨、牙膏等日用化工行业的有量占其总产量的10%左右；造纸工业是国内碳酸钙最具开发潜力的应用领域，用轻质碳酸钙作造纸填料，可提高低制品白度和散光性，可使造纸厂减少低浆用量，降低生产成本，其用量占总产量的5%，预计今后的需求增长率在10%以上。随着我国科技进步和人民生活水平的提高及推广应用工作的加强，必将大幅度增加。 由于供不应求，每年都得大量进口。近年来随着我国经济的快速发展，尤其是涂料、塑料等行业产品的升级换代，对纳米碳酸钙的需求量将不断增加，同时，造纸工业生产工艺的不断进步，也将促进我国纳米碳酸钙的发展。预计在未来几年里，我国对纳米碳酸钙的需求量将会日益增长，到时产量仍不能满足实际生产的需求，仍需要大量进口。近年来，虽然我国纳米碳酸钙的生产能力增长很快，但是由于我国纳米碳酸钙产品的单一化和功能性不足，很多企业市场销售不畅，实际产量并不大，不能满足国内实际生产的需求，加剧了我国进口市场的日益扩大，造成进口产品均为高价值的产品，价格极高，而出口产品却多为低价值产品的局面，这说明了我国纳米碳酸钙市场的高档次产品仍有较好的发展前景。 三、生产规模及产品方案 1、生产规模 根据生产工艺、装备、原料供应及市场需求情况，项目生产规模确定为10万吨/年。 （1）方案一 ①普通钙生产规模为1万吨/年； ②活性钙生产规模为3万吨/年； ③超细（纳米）钙生产规模为6万吨/年。 （2）方案二 ①普通钙生产规模为2万吨/年； ②活性钙生产规模为4万吨/年； ③超细（纳米）钙生产规模为4万吨/年。 2、产品方案 纳米活性碳酸钙产品执行GB/T19590- 2004标准产品标准nm 比表面积 m2/g 盐酸不溶物 % 水份 % 白度 ≥93.0 ≤10.5 50-100 ≥18.0 ≤0.5 ≤1.0 ≥90.0 四、生产工艺 本项目以生产超细轻质碳酸钙为主，原料为电石渣，通过电石渣——复合除杂——碳化反应——表面改性——干燥包装等主要阶段完成合成工艺，在碳化阶段利用的是经过除杂处理的窑炉尾气，通过控制碳化工艺参数可得到各种粒度和晶型的轻质碳酸钙产品，能够灵活调整产品线。图2为本项目的主体工艺流程。 图2 电石渣制备纳米碳酸钙主体工艺流程图 五、环境保护 1、废渣 电石渣废渣，废电石渣的过程中氨气，对 3、废水 废水的来源主要是电石渣残渣洗涤所产生的废水，以及碳酸钙洗涤过