[發明專利]碳酸鈣的生產方法

有效

• 申請號: 201080053024.3
• 申請日: 2010-10-04
• 公開（公告）號: CN102666388A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: C·延森;I·馬克瓦德特
• 申請（專利權）人: 卡西技術合成礦物有限公司
• 主分類號: C01F11/00
• 分類號: C01F11/00;C01F11/18
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王鳳桐;周建秋

技術領域

本發明涉及一種由石灰生產碳酸鈣的方法，所述石灰被用來生產鈣離子的溶液，在所述溶液中加入二氧化碳以使碳酸鈣沉淀。

背景技術

碳酸鈣具有廣泛的用途。例如，它被廣泛地用作材料的功能性填料，例如顏料、紙、涂料、塑料、密封劑和油墨。碳酸鈣的其他應用包括食品、化妝品以及制藥業。

碳酸鈣是天然生成的礦物，在磨碎后可以用于很多用途。不過，它的形態、顆粒尺寸、粉末產品的顆粒尺寸分布以及純度，既不適合于某些用途，對其他用途來說也不是最優的。

通過化學合成也可以得到碳酸鈣，即將二氧化碳加入到鈣離子溶液中，最終沉淀出碳酸鈣。該過程的原料一般是石灰（CaO）或者石灰氫氧化物（Ca(OH)₂）。“經典”工藝中使用CaO作為原料。首先，將石灰與水反應進行熟化，產生石灰氫氧化物的水懸浮液（熟石灰）。

CaO+H₂O＝Ca(OH)₂

根據下面給的化學反應式，將二氧化碳加入至溶液中產生碳酸鈣：

Ca(OH)₂+CO₂＝CaCO₃+H₂O

然而在經典工藝中存在一個弊端，就是Ca(OH)₂在水中具有非常有限的溶解度，以致整個過程相對緩慢。

在上述工藝的發展中，可以通過在水溶液中溶解石灰或者石灰氫氧化物來制備鈣離子溶液，該水溶液包含用于促使鈣離子溶解的多羥基化合物。結果，碳酸化過程加快。多種多羥基化合物可以達到這個目的。例如，WO-A-0034182（Kemgas公司）公開使用了化學式為HOCH₂(CHOH)_nCH₂OH的多羥基化合物，其中n為1-6，優選山梨醇。其他可用于促使石灰或石灰氫氧化物溶解（形成鈣離子溶液，將二氧化碳加入該溶液中使二氧化碳通過沉淀析出）的多羥基化合物包括蔗糖。

使用WO-A-0034182中描述的方法生產碳酸鈣的具體優勢在于，石灰或者石灰氫氧化物可以是來自其他化學過程中的廢棄物、副產物，使得轉化成碳酸鈣的有用原料可以來自于其他工藝中作為廢棄物的材料。因此，例如，廢棄石灰可以是電石灰（carbide?lime），電石灰是通過使碳化鈣和水按照以下反應式反應生產乙炔過程中的副產物。

CaC₂+2H₂O→Ca(OH)₂+C₂H₂

電石灰又稱作電石渣（carbide?sludge）、發生器漿（generator?slurry）、石灰乳渣（lime?sludge）、消石灰、水合電石灰（hydrated?carbide?lime）。電石灰是灰黑色物質，一般含有約90重量%的氫氧化鈣（基于電石灰的固體含量），剩余雜質部分根據生產乙炔的方法和用來生產電石的原料來源（通常通過煅燒氧化鈣和煤制備）來定。主要的雜質由硅、鐵、鋁、鎂和錳的氧化物以及碳、鐵矽和硫酸鈣。此外，如果電石灰放置在戶外，通過氫氧化鈣和二氧化碳的反應形成的碳酸鈣也可能會作為雜質存在。在WO-A-0034182（Kemgas公司）中描述了電石灰向碳酸鈣的轉化過程。

用于沉淀鈣離子溶液形成碳酸鈣所需的二氧化碳也可以是廢棄原料，考慮到環境因素（眾所周知的“溫室氣體”），需要控制該原料的排放，因此通過轉化成碳酸鈣可以有效地捕獲。

因此，利用廢棄石灰或石灰氫氧化物和二氧化碳生產碳酸鈣表現為環保的有吸引力的方法。

采用“經典”工藝通過使由石灰或其氫氧化物得到的鈣離子溶液碳酸化生產碳酸鈣的方法仍存在一些缺陷。利用石灰氫氧化物作為原料仍具有相同的缺陷，這些將在下面以石灰為參照來說明。