技术领域
[0001] 本
发明属于精细化工技术领域，具体涉及一种氰氨化钙的合成方法。
背景技术
[0002] 氰氨化钙，是一种
碱性
肥料，也是高效低毒多菌灵
农药的主要原料之一，可用作
除草剂、
杀菌剂、
杀虫剂等，可用于生产硫脲、单氰胺、双氰胺、三聚氰胺和氰熔体等。
[0003] 目前，氰氨化钙合成方法是将电石
破碎后均匀配入萤石及回炉石灰，经
球磨机磨成电石粉末，再进入氮化炉，在1000℃高温下与氮气反应，经42-48h后生成石灰氮，熔
块取出经
粉碎及管磨机细碎，制得氰氨化钙成品。目前生产工艺存在能耗大，成本高、污染大的缺点。此外，还有氰氨化钙的合成方法：将
氧化钙与尿素置于高温反应炉中，通入氨气，得到的产物经
研磨得到氰氨化钙成品，该该方法中通入尿素过量，浪费严重，过程中还需要控制压
力，产品还需要研磨，成本大，工艺繁琐。因此，急需研究一条新的经济廉价，操作简单安全、无污染的合成氰氨化钙工艺。
发明内容
[0004] 针对
现有技术的不足，本发明提供了一种氰氨化钙的合成方法，解决了现有技术中生产成本高、能耗大、污染大等问题。
[0005] 一种氰氨化钙的合成方法，以氧化钙、
碳粉与氨气为原料，在催化剂作用下，合成目标产物氰氨化钙，反应方程式如下：
[0006]
[0007] 所述催化剂为氟化钙、
氯化钙、氧化锌中的一种或几种，在催化剂混合使用时，以任意比例混合。
[0008] 优选的，氧化钙：碳粉：催化剂的摩尔比为1:1.1～1.5:0.05～0.2。
[0009] 更优选的，氧化钙：碳粉：催化剂的摩尔比为1:1.2～1.4:0.05～0.1。
[0010] 合成步骤依次如下：
[0011] (1)将氧化钙、碳粉和催化剂加入反应器中；
[0012] (2)通入氨气，加热升温至反应
温度，反应一段时间；
[0013] (3)反应完成后降至室温，取出得到目标产物氰氨化钙。
[0014] 优选的，步骤(2)中所述的反应温度为300～1000℃。
[0015] 更优选的，步骤(2)中所述的反应温度为600～900℃。温度过高，会导致在反应过程伴随着其他反应的发生，产生较多的杂质，影响收率和纯度；温度过低反应不能充分进行甚至反应不能进行，温度过低也可能导致其他副反应的发生，产生杂质。
[0016] 优选的，步骤(2)中反应的时间为5～50h。
[0017] 若是温度过高，时间过短，反应不充分，产品的品质不能保证，若温度过低，时间过长，则生产周期过长，增加生产成本。
[0018] 优选的，氨气的通入量为10～500L/min。氨气的通入，参与反应的发生，流通的氨气还可以将杂质以气体的形式带走，提高收率和产率。
[0019] 更优选的，氨气的通入量为150～350L/min。
[0020] 在常压条件下，在反应开始前，先通入氨气一段时间，将系统的空气排出。反应开始，通入的氨气在参与反应的同时，流通的氨气可以及时将体系中生成的
水，以水蒸气的形式带走，避免生成的产物CaCN2与水分解，流通的氨气将反应中生成的水带走，促使得反应正向进行，提高收率。流通的氨气还可以将副反应中产生的氢气、氮气及其他杂质以气体的形式带走，提高了收率和有效含量。
[0021] 本发明提供的一种氰氨化钙的合成方法，相对于传统工艺，该工艺与传统工艺相比所需温度低即反应能耗低更具有优势。该工艺能耗低，无副产物，便于下游使用，较为环保。该反应产物只有目标产物氰氨化钙与水生成，并无其它较难处理的固废产生，操作步骤简单，原料易得且价格较低，反应无废弃物产生，具有很高的环保价值。
[0022] 本发明的有益效果有：
[0023] (1)操作步骤简单，能耗低，生产周期短，产品收率和纯度高，满足市场对氰氨化钙的
质量要求；
[0024] (2)原料易得且价格较低，不受地域限制；
[0025] (3)反应无废弃物产生，具有很高的环保价值。
[0026] 本发明大大降低了生产成本，提高了产品的收率和品质，该工艺能耗低、无副产物、环保节能，适合工业化生产。
具体实施方式
[0027] 下面将对本发明
实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028] 实施例1
[0029] 以氧化钙、碳粉与氨气为原料，在氟化钙作用下，合成目标产物氰氨化钙，反应方程式如下：
[0030]
[0031] 具体步骤依次如下：
[0032] (1将氧化钙50.18g、碳粉11.78g和氟化钙3.5g加入反应器中；
[0033] (2)通入氨气10L/min，待通入氨气2分钟，再加热升温至300℃，进行反应50h；
[0034] (3)反应完成后降至25℃，得到固体为66.40g，氰氨化钙的收率82.16％，纯度88.7％。
[0035] 实施例2
[0036] 以氧化钙、碳粉与氨气为原料，在氯化钙作用下，合成目标产物氰氨化钙，反应方程式如下：
[0037]
[0038] 具体步骤依次如下：
[0039] (1)将氧化钙50.18g、碳粉16.13g和氯化钙19.89g加入反应器中；
[0040] (2)通入氨气500L/min，待通入氨气1分钟再加热升温至1000℃，进行反应5h；
[0041] (3)反应完成后降至25℃，得到固体产物为72.68g，氰氨化钙的收率90.84％，纯度89.6％。
[0042] 实施例3
[0043] 以氧化钙、碳粉与氨气为原料，在氧化锌作用下，合成目标产物氰氨化钙，反应方程式如下：
[0044]
[0045] 具体步骤依次如下：
[0046] (1)将氧化钙50.18g、碳粉13.98g和氧化锌7.29g加入反应器中；
[0047] (2)通入氨气200L/min，待通入氨气1分钟再加热升温至750℃，进行反应30h；
[0048] (3)反应完成后降至25℃，得到固体产物71.02g，氰氨化钙的收率93.35％，纯度93.45％。
[0049] 实施例4
[0050] 以氧化钙、碳粉与氨气为原料，在氧化锌作用下，合成目标产物氰氨化钙，反应方程式如下：
[0051]
[0052] 具体步骤依次如下：
[0053] (1)将氧化钙50.15g、碳粉13.43g和氟化钙3.49g加入反应器中；
[0054] (2)通入氨气250L/min，待通入氨气1分钟再加热升温至800℃，进行反应12h；
[0055] (3)反应完成后降至25℃，得到固体产物71.18g，氰氨化钙的收率93.14％，纯度93.74％。
[0056] 实施例5
[0057] 以氧化钙、碳粉与氨气为原料，在氧化锌作用下，合成目标产物氰氨化钙，反应方程式如下：
[0058]
[0059] 具体步骤依次如下：
[0060] (1)将氧化钙50.15g、碳粉15.05g和氯化钙6.96g加入反应器中；
[0061] (2)通入氨气300L/min，待通入氨气2分钟再加热升温至850℃，进行反应10h；
[0062] (3)反应完成后降至25℃，得到固体产物为71.42g，氰氨化钙的收率93.23％，纯度93.52％。
[0063] 对比例
[0064] 将氧化钙50.15g与尿素429.86g放置于高温反应炉中，即以纯物质的摩尔比计，氧化钙：尿素＝1：4，持续通入含氨气体使体系压力保持在2MPa，220℃进行第一段
煅烧反应，3.5h后将体系温度提至650℃继续煅烧反应4h，反应结束后氮气氛围下冷却至室温，将所得产品进行研磨后得到白色固体粉末70.09g,氰氨化钙的收率85.12％，纯度87％。
[0065] 对比例中，尿素通入过量，浪费较严重，得到产品需研磨，本发明做最终获得的产品是粉末状的，不需要研磨，氰氨化钙纯度高于88％，高于对比例，节省了研磨的工序。在本发明在优选的范围值内，氰氨化钙的收率高于93％，纯度高于93％，远远高于对比例的收率和纯度，远远高于目前市售石灰氮中氰胺化钙含量(约60％)。在对比例中还有对于压力的控制，增加的工艺的复杂性与生成成本。本发明大大降低了生产成本，提高了产品的收率和品质，该工艺能耗低、无副产物、环保节能，适合工业化生产。
