一種基于球磨預處理生產電石材料的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于球磨預處理生產電石材料的方法，其特征在于：以氧化鈣與碳基材料混合，經(jīng)過球磨后放入電石爐中熔煉，在1850-2000°C溫度下生成電石。氧化鈣與碳基材料的球磨處理可以將生成碳化鈣所需的反應溫度降低100-150°C。
【專利說明】一種基于球磨預處理生產電石材料的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于材料制造領域，具體涉及一種電石材料的新型制備方法。
【背景技術】
[0002]電石是一種基本的化工原料，其主要用途在于與水產生乙炔氣體，用于燃料、鋼鐵工業(yè)中的脫硫劑以及合成橡膠、聚氯乙烯生產等眾多涉及乙炔的化學化工過程中。目前電石的主要生產方式有兩種:氧熱法和電熱法。電熱法是目前主流的生產方式，但是電熱法需要使用電弧放熱而使反應溫度達到2200° C左右，生成過程能耗極高。在電石生產過程中氧化鈣遷移至碳顆粒表面是產生電石的一個關鍵步驟。從能耗和效率角度考慮，設計新的方法加快氧化鈣與碳材料顆粒的遷移具有重要的意義。
[0003]本發(fā) 明以球磨預處理氧化鈣與碳基材料的混合物，可加快電石材料的產生，并使生成溫度降低100-150° C，可以減少電石生產過程中的能耗、并提高電石的生產效率。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供了一種基于球磨預處理氧化鈣與碳基材料的混合物，進行電石(CaC)材料生產的方法。
[0005]一種基于球磨預處理生產電石材料的方法，是以氧化鈣與碳基材料混合，經(jīng)過球磨后放入電石爐中熔煉，在1850-2000° C溫度下生成電石。
[0006]本該方法具體步驟如下:氧化鈣與碳基材料的混合物以一定比例混合均勻后，進行2-24小時的球磨預處理，將球磨后的混合物放入電爐中，以1800-1900° C反應0.5_6小時，獲得電石材料。
[0007]本發(fā)明提供的基于球磨預處理氧化鈣與碳基材料的混合物，進行電石(CaC)材料生產的方法中，所述的氧化鈣由氫氧化鈣在900-1100° C分解而制得。
[0008]本發(fā)明提供的基于球磨預處理氧化鈣與碳基材料的混合物，進行電石(CaC)材料生產的方法中，所述碳基材料包括高比表面積(>600m2/g)、大孔容(1.0cm3/g)的活性碳材料；或經(jīng)過表面處理的活性碳材料。
[0009]本發(fā)明提供的基于球磨預處理氧化鈣與碳基材料的混合物，進行電石(CaC)材料生產的方法中，所述的球磨預處理指氧化鈣和碳基材料均勻混合后，經(jīng)過2-24小時的球磨處理。
[0010]本發(fā)明提供的基于球磨預處理氧化鈣與碳基材料的混合物，進行電石(CaC)材料生產的方法中，所述的經(jīng)過表面處理的活性碳材料指用硝酸溶液、硫酸、或者硝酸-硫酸的混合溶液中加熱1-6小時處理過的高比表面積(>600m2/g)、大孔容(1.0cm3/g)的活性碳材料。
[0011]本發(fā)明提供的基于球磨預處理氧化鈣與碳基材料的混合物，進行電石(CaC)材料生產的方法中，所述用于處理活性碳材料的酸濃度為:硝酸的質量濃度在30-65%之間；硫酸的濃度在30-90%之間。[0012]本發(fā)明提供的基于球磨預處理氧化鈣與碳基材料的混合物，進行電石(CaC)材料生產的方法中，所述酸處理高比表面積(>600m2/g)、大孔容(1.0cm3/g)的活性碳材料在酸溶液中60-80° C加熱處理為1.5-5.0小時。
[0013]本發(fā)明提供的基于球磨預處理氧化鈣與碳基材料的混合物，進行電石(CaC)材料生產的方法中，所述電石材料的制備方法為:由氫氧化鈣焙燒制得的新鮮氧化鈣與碳基材料按1/4-1/1的質量比例混合均勻，放入球磨機中以氧化鋯球粒在60-200轉速下進行2-24小時的球磨處理；經(jīng)過球磨處理后轉入電爐,加熱至1850-2000° C獲得電石材料?！揪唧w實施方式】
[0014]下面的實施例將對本發(fā)明予以進一步的說明，但并不因此而限制本發(fā)明。
[0015]實施例1
[0016]將100g由氫氧化鈣焙燒獲得的新鮮氧化鈣與350g活性碳(比表面620m2/g，總孔容1.31cm3/g)混合均勻，放入球磨機中加入500粒直徑2mm氧化錯小球,在100轉/分鐘的速度下進行球磨處理10小時后，轉入電爐中，電弧放電，使溫度升到1900° C，I小時后收集冷卻產物A。
[0017]實施例2
[0018]將120g由氫氧化鈣焙燒獲得的新鮮氧化鈣與350g活性碳(比表面620m2/g，總孔容1.31cm3/g)混合均勻，放入球磨機中加入500粒直徑2mm氧化錯小球,在120轉/分鐘的速度下進行球磨處理18小時后，轉入電爐中，電弧放電，使溫度升到1950° C，0.5小時后收集冷卻產物B。
[0019]實施例3
[0020]將80g由氫氧化鈣焙燒獲得的新鮮氧化鈣與400g活性碳(比表面660m2/g，總孔容
1.50cm3/g)混合均勻,放入球磨機中加入500粒直徑2mm氧化錯小球,在160轉/分鐘的速度下進行球磨處理16小時后，轉入電爐中，電弧放電，使溫度升到1960° C，1.5小時后收集冷卻產物C。
[0021]實施例4
[0022]將IlOg由氫氧化鈣焙燒獲得的新鮮氧化鈣與220g活性碳(比表面700m2/g，總孔容1.56cm3/g)混合均勻，放入球磨機中加入600粒直徑2mm氧化錯小球,在190轉/分鐘的速度下進行球磨處理18小時后，轉入電爐中，電弧放電，使溫度升到1950° C，2小時后收集冷卻產物D。
[0023]實施例5
[0024]將IlOg由氫氧化鈣焙燒獲得的新鮮氧化鈣與IlOg活性碳(比表面760m2/g，總孔容1.68cm3/g)混合均勻，放入球磨機中加入600粒直徑2mm氧化錯小球,在196轉/分鐘的速度下進行球磨處理20小時后，轉入電爐中，電弧放電，使溫度升到1930° C，I小時后收集冷卻產物E。
[0025]實施例6
[0026]將200g活性碳在60%質量硝酸中65° C處理3.5小時，水洗，100° C干燥，在氮氣氣氛中400° C干燥4小時；將該處理過的活性碳材料與100g由氫氧化鈣焙燒獲得的新鮮氧化鈣混合均勻，放入球磨機中加入600粒直徑2_氧化鋯小球，在180轉/分鐘的速度下進行球磨處理22小時后，轉入電爐中，電弧放電，使溫度升到1970° C，1.5小時后收集冷卻產物F。
[0027]實施例7
[0028]將160g活性碳在30%質量硝酸-60%質量硫酸混和溶液中70 ° C處理3小時，水洗，110° C干燥，在氮氣氣氛中460° C干燥6小時；將該處理過的活性碳材料與200g由氫氧化鈣焙燒獲得的新鮮氧化鈣混合均勻，放入球磨機中加入600粒直徑2mm氧化鋯小球，在190轉/分鐘的速度下進行球磨處理24小時后，轉入電爐中，電弧放電，使溫度升到1960° C，2小時后收集冷卻產物G。
[0029]實施例8
[0030]將150g活性碳在30%質量硝酸-65%質量硫酸混和溶液中72 ° C處理3小時，水洗，110° C干燥，在氮氣氣氛中440° C干燥6小時；將該處理過的活性碳材料與150g由氫氧化鈣焙燒獲得的新鮮氧化鈣混合均勻，放入球磨機中加入600粒直徑2mm氧化鋯小球，在190轉/分鐘的速度下進行球磨處理24小時后，轉入電爐中，電弧放電，使溫度升到1960° C，2小時后收集冷卻產物H。
[0031]實施例9
[0032]將180g活性碳在30%質量硝酸-65%質量硫酸混和溶液中63 ° C處理6小時，水洗，110° C干燥，在氮氣氣氛中540° C干燥6小時；將該處理過的活性碳材料與190g由氫氧化鈣焙燒獲得的新鮮氧化鈣混合均勻，放入球磨機中加入600粒直徑2mm氧化鋯小球，在190轉/分鐘的速度下進行球磨處理23小時后，轉入電爐中，電弧放電，使溫度升到1960° C，2小時后收集冷卻產物I。
[0033]實施例10
[0034]將所得含有電石材料的固體產物進行含量分析，方法如下:取一定量的冷卻產物，放入真空烘箱中干燥4小時，稱量干燥后的準確質量mi ;向干燥后的Hl1中逐滴滴入水，至不再產生氣體為止，將糊狀產物，放入真空烘箱中干燥4小時，稱量干燥后的準確質量Hl2 ;將上述處理過的物質滴入過量lmol/L鹽酸溶液，所剩產品洗滌，離心分離，在350° C干燥后，稱量所剩產品得質量m3。產品中碳基材料含量為IVm1 ;電石含量為32X (Hi2-Hi1)/19Xm1 ;氧化鈣含量為 11^/11^-32 XXmp
[0035]表1產物中電石含量分析
[0036]
【權利要求】
1.一種基于球磨預處理生產電石材料的方法，其特征在于:以氧化鈣與碳基材料混合，經(jīng)過球磨后放入電石爐中熔煉，在1850-2000° C溫度下生成電石。
2.權利要求1所述的方法，其特征在于:氧化鈣由氫氧化鈣在900-1100°C分解而制得。
3.權利要求1所述的方法，其特征在于:碳基材料為比表面積>600m2/g、孔容1.0cm3/g的活性碳材料；或經(jīng)過表面處理的活性碳材料。
4.權利要求1所述的方法，其特征在于:氧化鈣和活性碳材料均勻混合后，經(jīng)過2-24小時的球磨處理。
5.權利要求1所述的方法，其特征在于:經(jīng)過球磨處理的氧化鈣與碳基材料的混合物在1850-2000 ° C溫度下可生成電石。
6.權利要求3所述的方法，其特征在于:比表面積>600m2/g)、孔容1.0cmVg的活性碳材料在硝酸溶液、硫酸、或者硝酸-硫酸的混合溶液中加熱處理1-6小時。
7.權利要求6所述的 方法，其特征在于:硝酸的質量濃度在30-65%之間；硫酸的濃度在30-90%之間。
8.權利要求6所述的方法，其特征在于:比表面積>600m2/g、孔容1.0cm3/g的活性碳材料在酸溶液中60-80° C加熱處理為1.5-5.0小時。
【文檔編號】C01B31/32GK103833033SQ201210473846
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月20日 優(yōu)先權日:2012年11月20日
【發(fā)明者】曲彬 申請人:大連鑫五洲石油儀器有限公司