[發明專利]一種干法消化氧化鈣生產沉淀碳酸鈣的制備方法

有效

• 申請號: 202010697886.5
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111995263B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 蔡夢軍;宣紹峰;嚴雯莉;方桂璧;吳秋芳
• 申請（專利權）人: 建德華明科技有限公司
• 主分類號: C04B2/04
• 分類號: C04B2/04;C01F11/18
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務所(普通合伙) 33230
• 代理人: 郭薇

本發明屬于碳酸鈣制備技術領域，具體涉及一種干法消化氧化鈣生產沉淀碳酸鈣的制備方法，所述方法是用氧化鈣干法高溫消化得到氫氧化鈣粉末，粉末經氣流除渣后，用水配制成氫氧化鈣漿料，再經碳化得到沉淀碳酸鈣漿料后，經脫水、干燥、粉碎、包裝等工序后得到沉淀碳酸鈣成品。采用此方法生產沉淀碳酸鈣，具有生產過程簡化、礦石原料和水資源浪費減少、單位成品能源消耗顯著下降、適合于多品種生產、而且具有生產調控不受氣候影響等優點。

技術領域

本發明涉及一種干法消化氧化鈣生產沉淀碳酸鈣的制備方法，屬于碳酸鈣制備技術領域。

背景技術

沉淀碳酸鈣一般是由石灰石經過煅燒生成氧化鈣，再用40～80℃水與氧化鈣反應生成氫氧化鈣粗漿，工業上常用的水/灰比為(5～6)：1，粗漿經旋液分離器和/或篩分等除雜，得到精制氫氧化鈣生漿，然后通入含二氧化碳氣體與之反應碳化，得到碳酸鈣熟漿，再經脫水、干燥、粉碎、包裝等工序后得到沉淀碳酸鈣成品。在熟漿脫水之前，可能還需要表面包覆處理等過程。

在現有沉淀碳酸鈣生產技術中，采用濕法消化方法，即用氧化鈣塊狀固體與大量水反應，直接生成氫氧化鈣粗漿。然而在此階段采用濕法消化方法，需要用到幾倍于氧化鈣質量的溫水才能保持粗漿的流動性和維持濕式除渣的分離效率。在氧化鈣與水的反應過程中會放出大量的熱，因此濕法消化得到的粗漿溫度在70～90℃，且反應熱使部分水汽化成“白煙”散逸。

此外，在濕法消化工藝過程中，由于大量水的存在，消化最高溫度不超過100℃。眾所周知，為使氧化鈣與水完全反應，過燒的氧化鈣不適合采用濕法消化生產沉淀碳酸鈣，這就要求窯爐煅燒的塊狀氧化鈣處于輕燒狀態，導致部分石灰石沒有煅燒成氧化鈣，在消化階段變成殘渣而除去，致使單位產品的礦石原料消耗較高。尤其當窯爐操作不當時，高溫區產生過燒石灰，濕法消化后粗漿中存在大量的非活性的氧化鈣，分離出大量的石灰渣，礦石的單耗將變得更高。這種非活性的氧化鈣，其表面被高溫熔融的雜質所覆蓋，在通常的氫氧化鈣水乳液中難以快速消化反應。

即使是輕燒的氧化鈣，采用濕法消化得到的氫氧化鈣乳液中仍殘留部分非活性的氧化鈣，為了降低精制氫氧化鈣生漿中的氧化鈣含量，通常需要將生漿進行陳化處理，陳化時間一般在24～36h之間。

陳化后氫氧化鈣生漿的溫度通常在55～70℃之間，直接進行碳化時，伴隨著碳化反應放熱，碳化釜內水的飽和蒸汽壓過高產生碳化白霧而逸出，這樣不但浪費了水資源，而且由于碳化反應釜中漿料濃度的變化不受控，將嚴重影響產品質量的穩定性。因此，一般需要對進入碳化釜之前的氫氧化鈣生漿的溫度進行調節。由于采用濕法消化方法生產出來的氫氧化鈣漿料的溫度較高，體量較大，漿料降溫調節在工程上需要大量能耗。例如，用大量的冷水進行間壁熱交換，以控制進入碳化反應釜之前的氫氧化鈣漿料的初始溫度。而經過熱交換的水需經冷卻塔冷卻后再循環利用，在此循環利用過程中將水冷卻不但需要消耗較多的能量，而且還要損耗一部分水，也增加了生產成本。

綜上所述，在現有濕法消化氧化鈣生產沉淀碳酸鈣的工藝過程中存在明顯的缺陷：

(1)水資源浪費嚴重：在濕法消化氧化鈣的過程中由于發生化學反應放出大量的熱量，部分水汽化變成白霧而損失。

(2)消化溫度受限：由于大量水的存在限制了消化溫度最高約為100℃，一些過燒的塊狀氧化鈣不能及時消化，必需采用陳化的方法，陳化裝置占地并需要額外的動力以維持生漿懸浮分散。

(3)單位產品的礦石消耗較高：由于在濕法消化氧化鈣的過程中采用輕燒氧化鈣，導致部分石灰石原料沒有充分利用而變成殘渣被除去，因而導致單位產品的礦石消耗較高。

(4)氫氧化鈣漿料降溫困難：由于采用濕法消化氧化鈣得到的氫氧化鈣漿料的溫度較高，體量較大，降溫需要消耗大量的能量；倘若起始碳化反應溫度高，在碳化反應過程中將產生大量白霧，將進一步導致水的損耗。

因此，在沉淀碳酸鈣生產過程中，開發一種節能減排的制備方法勢在必行。

發明內容