一种氢氧化钙悬浮液及其高效、低成本的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氢氧化钙悬浮液的高效、低成本制备方法，将高活性生石灰和普通活性生石灰混合后粉碎过筛制成反应物生石灰，向水中加入活性促进剂和/或稳定剂制成消化用水，在搅拌器持续搅拌或者转筒不断转动的状态下，向反应器中按比例同时且连续加入消化用水和反应物生石灰，控制反应温度和停留时间，使消化反应温度在80℃以上的时间不超过70分钟且不低于30分钟；收集反应后的混合液，并将得到的混合液进行旋液分离和/或筛分，得到目标氢氧化钙悬浮液成品。本工艺可生产制得较高反应活性、高氢氧化钙含量和低粘度的氢氧化钙悬浮液，且工艺精巧流程短成本低，适用性高，且可以实现连续生产，提高了产品质量的稳定性和一致性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种氢氧化钙悬浮液及其高效、低成本的制备方法


[0001]本专利技术属于氢氧化钙生产
，涉及一种氢氧化钙悬浮液及其高效、低成本的制备方法。

技术介绍

[0002]氢氧化钙在酸性废水中和、脱除重金属离子、磷酸根离子、硫酸根离子、氟离子等水处理领域应用广泛。在水处理实践中，氢氧化钙一般与水配制成悬浮液使用或者由氧化钙湿法消化得到氢氧化钙悬浮液后使用。
[0003]氢氧化钙的优点是安全性好，价格较氢氧化钠、碳酸钠等无机碱性处理剂便宜，但缺点主要包括两方面：一是氢氧化钙微溶于水，与氢氧化钠等水溶性碱相比，在发生化学反应时，氢氧化钙要先溶解到水中，然后钙离子或者氢氧根离子再与废水中的有害物质发生反应，这就导致氢氧化钙在处理废水时，其处理速度较氢氧化钠等水溶性碱要慢，影响了水处理的效率；二是一般氢氧化钙悬浮液的固含量为5
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10％(而水处理常用的氢氧化钠溶液浓度为30％以上)，浓度再高就会导致悬浮液粘度过大，难以输送和计量，这显然增加了配浆环节的生产负荷和生产成本。除上述两项主要缺点外，氢氧化钙还存在反应不完全、需要过量添加，杂质含量高而导致水处理污泥量增多等问题。因此，从应用角度出发，具有高反应活性、高固含量、低粘度、低杂质含量的氢氧化钙悬浮液对于水处理行业是比较理想的。
[0004]研究发现，氢氧化钙在水中的溶解速度与颗粒尺寸有关，颗粒尺寸越小，溶解速度越快，而溶解速度越快，相应的化学反应速度也越快，氢氧化钙的反应活性就越好。但同时，颗粒尺寸越小，悬浮液的粘度也就越大，这就限制了悬浮液中氢氧化钙含量的提高。因此，要得到同时具有高反应活性、高含量和低粘度特点的氢氧化钙悬浮液，在技术上是存在困难的。
[0005]为解决上述问题，人们进行了大量的研究，主要包括：
[0006](1)采用能与钙离子形成沉淀或微溶物质的添加剂来降低悬浮液的粘度，如在氧化钙与水进行消化反应时，向水中加入石膏等物质，降低石灰乳的粘度。但这一类方法会导致氢氧化钙反应活性的下降。
[0007](2)在氢氧化钙悬浮液配置过程中或者氧化钙湿法消化过程中加入有机聚合物分散剂降低粘度，如专利W02018/048633A1中加入聚丙烯酸盐分散剂降低氢氧化钙悬浮液粘度。虽然加入分散剂能够降低悬浮液粘度，但并不能减小氢氧化钙的一次粒径，也即对改善氢氧化钙的反应活性作用不大。
[0008](3)采用湿法研磨的方法(或者研磨+分散剂)的方法降低氢氧化钙的颗粒尺寸，进而提高氢氧化钙的反应活性，如US2019002301公开的方法。这种方法增加了悬浮液的制备步骤，较为繁琐，且虽然粒径变小，但相应的添加剂的添加比例也要增加，对生产成本带来较为明显的影响。
[0009](4)通过改变消化工艺来制备高活性、低粘度悬浮液。比如专利 CN106470960和US2019092684中采用向石灰中逐步加水的方式来制备氢氧化钙悬浮液，水中含有分散剂或
者无机盐。这种方式对消化设备要求很高，因为在低水灰比时石灰消化产物呈糊状，粘度极高，普通设备无法满足要求。
[0010](5)采用高活性石灰作为原料，利用高活性石灰反应速度快的特点降低氢氧化钙颗粒尺寸，提高其反应活性。但高活性石灰存在价格较高、所得到的氢氧化钙浆料成本较高的缺点，同时还存在所得到的石灰浆料粘度相对较高的缺点。
[0011](6)在工业上也采用价格较低的普通活性的石灰作为原料来制备氢氧化钙悬浮液，但为了解决普通活性石灰消化慢、产物活性低的问题，通常采用60℃以上的高温水消化，且消化后要长时间陈化以使消化反应完全。这种工艺中，高温水的来源和长时间的陈化都使得用普通活性石灰生产氢氧化钙悬浮液的效率变低、成本升高。
[0012]综上所述，现有技术中制备氢氧化钙悬浮液的方法存在很多不足，限制了氢氧化钙悬浮液在各个领域的应用，另外氢氧化钙悬浮液的生产过程中的消化反应以一次反应生成居多，对于连续反应生成产物的探究很少，各批次生产的产物之间存在一致性较差的问题。

技术实现思路

[0013]为了填补现有技术的空白，本专利技术提供一种高效、低成本制备的氢氧化钙悬浮液的方法，以克服现有技术存在的不足，成本低且实现连续生产，生产的悬浮液成品稳定性高、一致性好。
[0014]本专利技术的技术方案：
[0015]一种氢氧化钙悬浮液的高效、低成本制备方法，包括以下步骤：
[0016]S1：反应物生石灰的制备：将活性度不低于360的高活性生石灰和活性度 240
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320的普通活性生石灰分别经粉碎和过筛工序，筛选出颗粒粒径小于8mm 的生石灰，再按质量比为1∶2
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9∶1称重、均匀混合后备用，再经粉碎和过筛工序，筛选出颗粒粒径小于8mm的生石灰，称重备用；
[0017]S2：消化用水的制备：向带有搅拌器的容器中加入水温为20℃
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45℃的水，并向水中加入活性促进剂和/或稳定剂，搅拌溶解制成消化用水，所述消化用水与反应物生石灰的质量比为2∶1
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4∶1，所述活性促进剂和/或稳定剂添加总质量与反应物生石灰的质量比为5∶1000
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35∶1000，所述活性促进剂是指溶于水后能使水呈碱性且与氢氧化钙混合不生成沉淀的物质，所述稳定剂为小分子分散剂、糖醇和糖类物质中的一种或多种混合物；
[0018]S3：在反应器的搅拌器持续搅拌或者转筒不断转动的状态下，向反应器中按比例同时且连续加入消化用水和反应物生石灰，控制反应温度和停留时间，使消化反应温度在80℃以上的时间不超过70分钟且不低于30分钟，再打开反应器的阀门向外排放反应后的混合液，出料速度等于消化用水和反应物生石灰加料速度，控制出料速度等于加料速度以保持反应器内物料质量不变，所述出料速度是指每分钟排放的混合液的重量，所述加料速度是指每分钟加入的消化用水和反应物生石灰的总重量；
[0019]S4：收集反应后的混合液，并将得到的混合液进行旋液分离和/或筛分，除去其中的大颗粒杂质，得到目标氢氧化钙悬浮液成品。
[0020]进一步地，所述S1中，筛选出的备用的生石灰颗粒粒径尺寸小于5mm。
[0021]进一步地，所述S1中，高活性生石灰的活性度不低于380。
[0022]进一步地，所述S1中，高活性生石灰与普通活性生石灰的质量比为7∶3
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8∶2。
[0023]进一步地，所述活性促进剂为氢氧化钠、氢氧化钾、醋酸钠、甲酸钠、一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或多种混合物。
[0024]进一步地，所述稳定剂为焦磷酸钾、六偏磷酸钠、木糖醇、山梨糖醇、赤藓糖醇、蔗糖、葡萄糖、果糖中的一种或多种混合物。
[0025]进一步地，所述活性促进剂和/或稳定剂的添加总质量与备用的生石灰质量的比为10∶1000
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25∶1000。
[0026]进一步地，反应器为带搅拌装置的反应器或回转式消化反应器。
[0027]一种氢氧化钙悬浮液，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氢氧化钙悬浮液的高效、低成本制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：反应物生石灰的制备：将活性度不低于360的高活性生石灰和活性度240
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320的普通活性生石灰分别经粉碎和过筛工序，筛选出颗粒粒径小于8mm的生石灰，再按质量比为1∶2
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9∶1称重、均匀混合后备用；S2：消化用水的制备：向带有搅拌器的容器中加入水温为20℃
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45℃的水，并向水中加入活性促进剂和/或稳定剂，搅拌溶解制成消化用水，所述消化用水与反应物生石灰的质量比为2∶1
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4∶1，所述活性促进剂和/或稳定剂添加总质量与反应物生石灰的质量比为5∶1000
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35∶1000，所述活性促进剂是指溶于水后能使水呈碱性且与氢氧化钙混合不生成沉淀的物质，所述稳定剂为小分子分散剂、糖醇和糖类物质中的一种或多种混合物；S3：在反应器的搅拌器持续搅拌或者转筒不断转动的状态下，向反应器中按比例同时且连续加入消化用水和反应物生石灰，控制反应温度和停留时间，使消化反应温度在80℃以上的时间不超过70分钟且不低于30分钟，再打开反应器的阀门向外排放反应后的混合液，出料速度等于消化用水和反应物生石灰加料速度，控制出料速度等于加料速度以保持反应器内物料质量不变，所述出料速度是指每分钟排放的混合液的重量，所述加料速度是指每分钟加入的消化用水和反应物生石灰的总重量；S4：收集反应后的混合液，并将得到的混合液进行旋液分离和/或筛分，除去其中的大颗粒杂质，得到目标氢氧化钙悬浮液成品。2.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈婷，孔凡滔，程颖慧，
申请(专利权)人：安徽前江超细粉末科技有限公司，
类型：发明
国别省市：