[發明專利]一種降鎂增鈣的沉淀碳酸鈣生產工藝

有效

• 申請號: 201410115013.3
• 申請日: 2014-03-26
• 公開（公告）號: CN103880058A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 胡琳娜;何豫基;張廣林;解忠誠;張東文;費長榮;趙朋偉
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: C01F11/18
• 分類號: C01F11/18
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

技術領域：

本發明屬于無機材料領域，涉及一種以低品位（特別是鎂、鐵含量高）的石灰石為原料制備沉淀碳酸鈣之降鎂增鈣新工藝。

背景技術：

碳酸鈣作為一種優質填料和白色顏料，廣泛應用于橡膠、塑料、造紙、涂料、油墨、醫藥等行業。

雖然我國石灰石資源豐富,分布廣泛,但質量良莠不齊，直接影響了輕質碳酸鈣產品的質量。如果石灰石的鎂、鐵含量過高，會導致碳酸鈣產品的堿度高、白度低、鎂含量高，將其添加在塑鋼中會導致粘度增大、拉伸電流升高，最終造成塑鋼制品發黃等后果。

CN1172073A公開了一種超微細輕質碳酸鈣生產工藝，該工藝以電石渣為原料，碳酸氫銨為沉淀劑。CN1886340A公開了一種生產沉淀碳酸鈣的方法和設備，但其中未涉及如何降低產品中鐵、鎂含量的問題。CN101033075A公開了一種制備超細輕質碳酸鈣的方法，該發明以熟石灰粉為原料，加入碳酸氫銨為沉淀劑制備碳酸鈣。CN102897814A提出了一種多功能碳酸鈣的生產工藝：對碳酸鈣原料進行研磨，然后對研磨后的碳酸鈣進行一次分級；對于小于第一粒徑的碳酸鈣，再進行至少一次分級，得到不同粒徑范圍內的碳酸鈣；對于大于第一粒徑的碳酸鈣進行濕法研磨。CN102910662A公開了一種粒度可控的碳酸鈣的制備方法，即首先分別配制CaCl₂水溶液及可溶性碳酸鹽水溶液進行傾倒混合發生生成碳酸鈣的反應，最后過濾反應液，氯化物母液循環使用，濾餅經干燥、碾磨得到粒度可控的CaCO₃。

本發明提出一種以低品位（特別是鎂、鐵含量高）的石灰石為原料制備沉淀碳酸鈣之降鎂增鈣新工藝。該工藝產品除滿足橡膠、塑料、造紙、涂料等行業外，更適合于諸如塑鋼等對白度、鎂含量有特殊要求的行業。

發明內容：

本發明的目的在于彌補現有技術的缺陷、克服現有技術中的不足之處，在《無機鹽工藝學》（周有英.北京：化工出版社，1995）的基礎上，提出一種以低品位（特別是鎂、鐵含量高）的石灰石為原料制備沉淀碳酸鈣之降鎂增鈣新工藝。本發明通過以下的工藝步驟來實現上述目標：1）窯氣凈化采用脫硫塔串聯洗滌塔，并在脫硫塔液相添加脫硫劑，提高了窯氣的凈化效果，同時減少了循環水用量。2）采用生漿預陳化+動態陳化工藝，避免了“返混”現象，保證了生漿的陳化時間，便于根據產品碳酸鈣的沉降體積調整生漿的陳化時間。3）碳化反應釜采用三層槳葉的攪拌裝置，通過攪拌使得窯氣迅速被打散成為小氣泡，有利于氣液傳質，從而使CO₂的利用率提高，每一塔的碳化時間縮短了20—40分鐘，降低了窯氣壓縮機的電耗。通過控制生漿的濃度、添加的添加劑（分散劑、晶控劑等）并適當延長碳化時間以降鎂增鈣，提高了產品的質量。4）分離碳酸鈣后的母液采用蒸汽熱解法分離出鎂，濾液返回消化工序，實現了水的循環利用。5）沉淀碳酸鈣產品的粒徑小（D₅₀≈4μ）、白度高（≥94）、鎂含量低（MgO≤0.5%）、且堿度低（pH≤9），除滿足橡膠、塑料、造紙、涂料等行業外，更適合于諸如塑鋼等對鎂含量、白度、堿度等有特殊要求的行業。

本發明的技術方案為：

一種降鎂增鈣的沉淀碳酸鈣生產工藝，包括以下步驟：

1）窯氣凈化工序

將石灰窯產生的窯氣通入脫硫塔的下部，經過脫硫的窯氣從脫硫塔頂部流出，然后進入洗滌塔的下部，再從洗滌塔的頂部流出，此時窯氣的溫度降至30～40℃，CO₂的體積含量為窯氣的28～35%，然后進入氣液分離器；經汽液分離器分離液滴后，窯氣由羅茨風機送入碳化塔的底部。

其中，脫硫塔中的液相為水，液相中含有質量百分比為1～2%的脫硫劑。

2）石灰乳預陳化+動態陳化工序

來自石灰乳泵的石灰乳進入第一預陳化池陳化1～8小時，再送入第二預陳化池，陳化8～16小時后，然后送入第一動態陳化池，動態陳化8～16小時；再送入第二動態陳化池，動態陳化8～16小時，得到陳化后的石灰乳；所得石灰乳的粒度達到D₅₀=2.2μ；其中，陳化后的石灰乳中氫氧化鈣的質量百分含量為7～14%。

3）碳化工序