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CN108862320A - 一种单氰胺生产废渣制备石灰氮的方法 - Google Patents

一种单氰胺生产废渣制备石灰氮的方法 Download PDF

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CN108862320A
CN108862320A CN201810658711.6A CN201810658711A CN108862320A CN 108862320 A CN108862320 A CN 108862320A CN 201810658711 A CN201810658711 A CN 201810658711A CN 108862320 A CN108862320 A CN 108862320A
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CN
China
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waste residue
production waste
cyanamide
lime nitrogen
cyanamide production
Prior art date
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Application number
CN201810658711.6A
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English (en)
Inventor
马韵升
张超
梁万根
刘军
张宁
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Shandong Efirm Biochemistry and Environmental Protection Co Ltd
Original Assignee
Shandong Efirm Biochemistry and Environmental Protection Co Ltd
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C3/00—Cyanogen; Compounds thereof
    • C01C3/16—Cyanamide; Salts thereof
    • C01C3/18—Calcium cyanamide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05C—NITROGENOUS FERTILISERS
    • C05C7/00—Fertilisers containing calcium or other cyanamides

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Abstract

本发明属于化工生产领域，一种单氰胺生产废渣制备石灰氮的方法，该方法以单氰胺生产废渣为原料，经过干燥、研磨处理后，与助剂混合，在氨气氛围中与氨气煅烧反应得到石灰氮。采用本发明可以将单氰胺渣子价值化开发、变废为宝，为单氰胺渣子的再利用及石灰氮的制备提供了一种经济有效的途径。石灰氮可以继续用于单氰胺生产，实现了单氰胺生产废渣的循环利用，解决了固体废渣带来的环保问题。

Description

一种单氰胺生产废渣制备石灰氮的方法
技术领域
本发明属于化工生产领域，一种单氰胺生产废渣制备石灰氮的方法。
背景技术
单氰胺作为一种精细化工产品，是化工产品、医药中间体、农药的重要原料。单氰胺溶液在国内外被广泛用作水果果树的落叶剂、无毒除虫剂、化肥等。单氰胺固体用于医药、保健产品、饲料添加剂的合成和农药中间体的合成。
国内工业生产单氰胺普遍采用石灰氮在水溶液中与二氧化碳反应的工艺：
CaCN2+H2O+CO2＝H2CN2+CaCO3
该生产过程在得到单氰胺产品的同时会产生大量的废渣，废渣的主要成分为碳酸钙(60％-90％)、水分(10％-30％)、碳粉(约10％)及少量的单氰胺和氰胺化钙等。废渣无有效利用方式，其在存放过程中缓慢释放氨气，严重污染环境。这给单氰胺生产企业的生存和发展带来了巨大的挑战。
发明内容
针对现有技术的不足，本方案提供了一种单氰胺生产废渣制备石灰氮的方法，单氰胺生产废渣经过干燥、研磨处理后，与助剂混合，在氨气氛围中与氨气煅烧反应得到石灰氮。
其具体步骤包括：
(1)干燥：将单氰胺生产废渣进行烘干；
(2)研磨：将(1)中烘干后的固体颗粒研磨成粉末；
(3)混合：将(2)中研磨后的粉末加入助剂充分混合；
(4)煅烧：将(3)中混合物料在氨气氛围中进行高温煅烧。
将单氰胺生产废渣进行烘干，主要作用是除去废渣中的大部分水分，烘干后的废渣中水分的质量含量不超过5％，有利于后期研磨处理。
将(1)中烘干后的固体颗粒研磨成粉末，粉末状的物料可以与后期助剂更加均匀的混合，有利于提高后续煅烧反应的速率，使反应更加充分的进行。
由于单氰胺生产废渣中含有碳等无效组分，阻碍反应的进行，因此本发明在反应过程中加入助剂，可以降低反应物料的熔点，有利于煅烧反应的快速进行。本发明所述助剂为碱金属或碱土金属的盐类。
将上述加入助剂的混合物料在氨气氛围中进行高温煅烧生成氰氨化钙，反应式如下：
CaCO3+2NH3＝CaCN2+3H2O
煅烧过程中，氨气是持续通入的，氨气除了参与反应之外，还可以将反应生成的水带走，避免与生成的石灰氮发生反应。
优选的，为了保证反应的顺利进行，
所述步骤(1)中烘干温度为50-300度，烘干时间3-12小时。
所述步骤(2)中研磨得到的粉末，粒度范围200-10000目。
所述助剂为选自氟化钙、氯化钙、溴化钙、氟化钠、氯化钠、碳酸钠、氟化钾、氯化钾、碳酸钾、氯化锂、碳酸锂中的一种或几种。
所述助剂的添加量为粉末质量的0.1％-5％。
所述煅烧温度为400-1000℃，煅烧时间为4-96h。
采用本发明，可以将单氰胺渣子价值化开发、变废为宝，为单氰胺渣子的再利用及石灰氮的制备提供了一种经济有效的途径。石灰氮可以继续用于单氰胺生产，实现了单氰胺生产废渣的循环利用，解决了固体废渣带来的环保问题。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明并不限于所列实施例。本领域的技术人员在不付出创造性的劳动的前提下，对本发明技术特征所做的同等替换及相应改进，仍属于本专利的保护范围。
实施例1
一种单氰胺生产废渣制备石灰氮的方法，特点在于：单氰胺生产废渣经过干燥、研磨处理后，与助剂混合，在氨气氛围中与氨气煅烧反应得到石灰氮。
其具体步骤包括：
(1)干燥：将单氰胺生产废渣在50℃进行烘干12h。
(2)研磨：将(1)中烘干后的固体颗粒研磨成粉末，粒度200-500目。
(3)混合：将(2)中研磨后的粉末与粉末质量5％的氯化钙，充分混合。
(4)煅烧：将(3)中混合物料在氨气氛围中500℃高温煅烧72h。
所得产品有效氮含量18.8％。
实施例2
一种单氰胺生产废渣制备石灰氮的方法，特点在于：单氰胺生产废渣经过干燥、研磨处理后，与助剂混合，在氨气氛围中与氨气煅烧反应得到石灰氮。
其具体步骤包括：
(1)干燥：将单氰胺生产废渣在100℃进行烘干8h。
(2)研磨：将(1)中烘干后的固体颗粒研磨成粉末，粒度1000-2000目。
(3)混合：将(2)中研磨后的粉末与粉末质量1％的碳酸锂，充分混合。
(4)煅烧：将(3)中混合物料在在氨气氛围中600℃高温煅烧48h。
所得产品有效氮含量22.1％。
实施例3
一种单氰胺生产废渣制备石灰氮的方法，特点在于：单氰胺生产废渣经过干燥、研磨处理后，与助剂混合，在氨气氛围中与氨气煅烧反应得到石灰氮。
其具体步骤包括：
(1)干燥：将单氰胺生产废渣在200℃进行烘干4h。
(2)研磨：将(1)中烘干后的固体颗粒研磨成粉末，粒度1000-2000目。
(3)混合：将(2)中研磨后的粉末与粉末质量0.1％的氟化钾，充分混合。
(4)煅烧：将(3)中混合物料在氨气氛围中400℃高温煅烧96h。
所得产品有效氮含量15.1％。
实施例4
一种单氰胺生产废渣制备石灰氮的方法，特点在于：单氰胺生产废渣经过干燥、研磨处理后，与助剂混合，在氨气氛围中与氨气煅烧反应得到石灰氮。
其具体步骤包括：
(1)干燥：将单氰胺生产废渣在300℃进行烘干3h。
(2)研磨：将(1)中烘干后的固体颗粒研磨成粉末，粒度3000-8000目。
(3)混合：将(2)中研磨后的粉末与粉末质量3％的氯化钠，充分混合。
(4)煅烧：将(3)中混合物料在氨气氛围中800℃高温煅烧24h。
所得产品有效氮含量20.1％。
实施例5
一种单氰胺生产废渣制备石灰氮的方法，特点在于：单氰胺生产废渣经过干燥、研磨处理后，与助剂混合，在氨气氛围中与氨气煅烧反应得到石灰氮。
其具体步骤包括：
(1)干燥：将单氰胺生产废渣在120℃进行烘干8h。
(2)研磨：将(1)中烘干后的固体颗粒研磨成粉末，粒度8000-10000目。
(3)混合：将(2)中研磨后的粉末与粉末质量3％的氯化钠和2％的氯化钙，充分混合。
(4)煅烧：将(3)中混合物料在氨气氛围中1000℃高温煅烧24h。
所得产品有效氮含量21.1％。
实施例6
一种单氰胺生产废渣制备石灰氮的方法，特点在于：单氰胺生产废渣经过干燥、研磨处理后，与助剂混合，在氨气氛围中与氨气煅烧反应得到石灰氮。
其具体步骤包括：
(1)干燥：将单氰胺生产废渣在120℃进行烘干8h。
(2)研磨：将(1)中烘干后的固体颗粒研磨成粉末，粒度3000-10000目。
(3)混合：将(2)中研磨后的粉末与粉末质量1％的氯化钠、1％的氯化钾和1％的氯化钙，充分混合。
(4)煅烧：将(3)中混合物料在氨气氛围中550℃高温煅烧72h。
所得产品有效氮含量20.1％。
实施例7
一种单氰胺生产废渣制备石灰氮的方法，特点在于：单氰胺生产废渣经过干燥、研磨处理后，与助剂混合，在氨气氛围中与氨气煅烧反应得到石灰氮。
其具体步骤包括：
(1)干燥：将单氰胺生产废渣在250℃进行烘干10h。
(2)研磨：将(1)中烘干后的固体颗粒研磨成粉末，粒度4000-6000目。
(3)混合：将(2)中研磨后的粉末与粉末质量1％的氯化钠、1％的氯化钾、1％的碳酸锂和1％的氯化钙，充分混合。
(4)煅烧：将(3)中混合物料在氨气氛围中450℃高温煅烧50h。
所得产品有效氮含量22.4％。
实施例8
一种单氰胺生产废渣制备石灰氮的方法，特点在于：单氰胺生产废渣经过干燥、研磨处理后，与助剂混合，在氨气氛围中与氨气煅烧反应得到石灰氮。
其具体步骤包括：
(1)干燥：将单氰胺生产废渣在300℃进行烘干7h。
(2)研磨：将(1)中烘干后的固体颗粒研磨成粉末，粒度9000-10000目。
(3)混合：将(2)中研磨后的粉末与粉末质量0.1％的溴化钙、0.3％的氟化钠，充分混合。
(4)煅烧：将(3)中混合物料在氨气氛围中900℃高温煅烧40h。
所得产品有效氮含量21.3％。
实施例9
一种单氰胺生产废渣制备石灰氮的方法，特点在于：单氰胺生产废渣经过干燥、研磨处理后，与助剂混合，在氨气氛围中与氨气煅烧反应得到石灰氮。
其具体步骤包括：
(1)干燥：将单氰胺生产废渣在150℃进行烘干5h。
(2)研磨：将(1)中烘干后的固体颗粒研磨成粉末，粒度3000-5000目。
(3)混合：将(2)中研磨后的粉末与粉末质量1％的碳酸钾、1.5％的氯化锂、1.5％的碳酸钠，充分混合。
(4)煅烧：将(3)中混合物料在氨气氛围中1000℃高温煅烧80h。
所得产品有效氮含量21.7％。

Claims (8)

1.一种单氰胺生产废渣制备石灰氮的方法，其特征在于，单氰胺生产废渣经过干燥、研磨处理后，与助剂混合，在氨气氛围中与氨气煅烧反应得到石灰氮。
2.根据权利要求1所述一种单氰胺生产废渣制备石灰氮的方法，其特征在于，其具体步骤包括：
(1)干燥：将单氰胺生产废渣进行烘干；
(2)研磨：将(1)中烘干后的固体颗粒研磨成粉末；
(3)混合：将(2)中研磨后的粉末加入助剂充分混合；
(4)煅烧：将(3)中混合物料在氨气氛围中进行高温煅烧。
3.根据权利要求2所述一种单氰胺生产废渣制备石灰氮的方法，其特征在于，所述步骤(1)中烘干温度为50-300度，烘干时间3-12小时。
4.根据权利要求2所述一种单氰胺生产废渣制备石灰氮的方法，其特征在于，所述步骤(2)中研磨得到的粉末，粒度范围200-10000目。
5.根据权利要求1或2所述一种单氰胺生产废渣制备石灰氮的方法，其特征在于，所述助剂为碱金属或碱土金属的盐类。
6.根据权利要求1或2所述一种单氰胺生产废渣制备石灰氮的方法，其特征在于，所述助剂为选自氟化钙、氯化钙、溴化钙、氟化钠、氯化钠、碳酸钠、氟化钾、氯化钾、碳酸钾、氯化锂、碳酸锂中的一种或几种。
7.根据权利要求2所述一种单氰胺生产废渣制备石灰氮的方法，其特征在于，所述助剂的添加量为粉末质量的0.1％-5％。
8.根据权利要求1或2所述一种单氰胺生产废渣制备石灰氮的方法，其特征在于，所述煅烧温度为400-1000℃，煅烧时间为4-96h。
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