一种精准控制水分的氢氧化钙生产工艺

技术领域

本发明涉及氢氧化钙生产领域，尤其涉及IPC C04B28领域，更具体地，涉及一种精准控制水分的氢氧化钙生产工艺。

背景技术

氢氧化钙俗称消石灰，能够用于漂白粉，硬水软化剂、消毒杀虫剂、收敛剂等产品。现有的氢氧化钙主要通过干法生产(正压/负压)或湿法生产。

现有技术中，申请公布号为CN113562756A的专利申请文件，公开了一种氢氧化钙的生产工艺，通过选用石灰石和电石渣作为生产原料制备乳化氢氧化钙，降低了原料的成本，提高了产品的利润率，但是制备出的氢氧化钙纯度低，且工艺复杂。

申请公布号为CN112125538A的专利文件，公开了氢氧化钙生产工艺及其生产线，采用湿法生产，通过破碎、煅烧、消化、过滤、脱水、干燥、分选，得到不同细度的成品氢氧化钙粉末，粉末纯度高，但是其设备投资大，不适合大批量生产。

湿法生产便于除杂，但水灰比大，工艺复杂且成本高，无法提高原料的转化率。因此，需要开发一种精准控制水分的氢氧化钙生产工艺，能够得到水分、杂质含量低、纯度高的氢氧化钙的同时，原料转化率高，且工艺简单。

发明内容

为了解决上述问题，本发明第一方面，提供了一种精准控制水分的氢氧化钙生产工艺，具体步骤包括：

S1、预处理：对石灰岩进行破碎，煅烧，得生石灰；

S2、粉碎：将生石灰粉碎；

S3、预消化：按比例就将粉碎后的生石灰与水通入预消化器；

S4、消化：将步骤S3得到的产物加入到消化器中搅拌一段时间，完成消化过程；

S5、分离除渣：对步骤S4所得到的产物进行净化分离除渣，得氢氧化钙成品。

优选的，步骤S1中所述石灰岩选自黄龙组石灰岩、马家沟组石灰岩、石炭石灰岩、二叠系石灰岩、泥盆系石灰岩、奥陶纪石灰岩中的一种或多种；进一步优选的，为黄龙组石灰岩。

优选的，步骤S1中所述煅烧过程为：将破碎后的石灰岩放入马弗炉中，升温至800-1200℃后保温1-5h后，降至室温，即得。

优选的，步骤S2中将生石灰粉碎至40mm以下。

优选的，步骤S3中所述生石灰与水的重量比为(1-3)：1；进一步优选的，为7:5。

申请人意外发现，当石灰岩为黄龙组石灰岩，且生石灰与水的重量比为(1-3)：1时，制备出的氢氧化钙不仅含水率低，而且纯度更高。这可能是由于黄龙组石灰岩锻造出的生石灰含量较高，而定量的生石灰与水消化完全时放出的热量是一定的，因此加入的水过多，则会降低消化器内的温度，不仅影响反应速率，抑制氢氧化钙晶体的生长，还会提高生成的氢氧化钙的含水率，而加入的水量较小，则体系过于黏稠，水无法与生石灰充分接触，从而影响反映的转化率和纯度，但是只通过生石灰与水的重量比对转化率和纯度的提高有限。

优选的，步骤S3中所述水的温度为20-50℃；进一步优选的，为35℃。

优选的，所述步骤S3中的预消化器为单轴多搅拌杆型；所述单轴多搅拌杆绕主轴呈螺旋状排列。

通过在消化器前设置所述预消化器，预消化器上的主轴带动螺旋状排列的搅拌杆将与水接触后的生石灰向消化器中运输，一方面使得生石灰与水能够初步混合均匀，另一方面是为了防止生石灰与水反应过程中释放的大量热量，影响消化装置的稳定性和安全性。

优选的，步骤S4所述消化过程的时间为5-30min；进一步优选的，为20min。

申请人意外发现，通过控制步骤S4中消化过程的时间，且当消化过程的时间为5-30min内，能够在提高氢氧化钙纯度的同时，还能够提高其转化率。这可能是由于生石灰与水的反应为放热过程，释放的大量热量使得消化体系中的水汽化形成水蒸气，从而促进反应的进行，使得氢氧化钙能在短时间内生成，但是在消化器中消化时间过长，搅拌器会将已生成的氢氧化钙搅拌至变形，影响制备出的氢氧化钙的纯度和微观结构。

优选的，所述步骤S4中搅拌速度为200-500r/min；进一步优选的，为350r/min。

想要进一步提高转化效率，在消化的过程中就要不断对原料进行搅拌处理，搅拌过程不仅影响水和生石灰的充分混合程度，还会影响反应过程以及反应后得到的氢氧化钙的性能。申请人意外发现，当步骤S4中搅拌速度为200-500r/min时，配合5-30min的消化时间，能够进一步提高氢氧化钙的纯度和转化率。这可能是由于合适的搅拌温度和消化时间，能够让水分尽快扩散到每个石灰颗粒表面，使得每个生石灰颗粒含水量均衡，且搅拌的过程中能够将在生石灰表面生成的氢氧化钙破碎，露出内部未发生反应的生石灰，提高了原料的转化率，而且合适的搅拌速度能够分散温度，避免局部温度因反应过高伤害机器。但是过高的搅拌速度不仅会影响生石灰的转化率，还会造成系统电耗增加，加速设备磨损，提高了生产成本。

本发明第二方面提供了一种根据所述的精准控制水分的氢氧化钙生产工艺制备的产物。

有益效果：

1、通过选用黄龙组石灰岩煅烧制备生石灰，且生石灰与水的重量比为(1-3)：1时，制备出的氢氧化钙不仅含水率低，而且纯度更高。

2、通过在消化器前设置所述预消化器，一方面使得生石灰与水能够初步混合均匀，另一方面能够保证消化装置的稳定性和安全性。

3、通过控制步骤S4中消化过程的时间为5-30min，能够在提高氢氧化钙纯度的同时，还能够提高其转化率。

4、通过设置步骤S4中搅拌速度为200-500r/min时，配合5-30min的消化时间，能够进一步提高氢氧化钙的纯度和转化率，还能减小系统电耗增加，减少设备磨损，降低了生产成本。

5、本申请通过选用黄龙组石灰岩作为原料锻炼生石灰，将其与相应重量比的水通过两步消化流程，并控制消化时间和消化器的搅拌速率，在提高了原料的转化率和生成物的纯度的同时，还降低了生成物的含水量，且后续无需干燥处理，缩短了生产时间，节约了成本。

具体实施方式

实施例

实施例1

实施例1提供了一种精准控制水分的氢氧化钙生产工艺，具体步骤包括：

S1、预处理：对石灰岩进行破碎，煅烧，得生石灰；

S2、粉碎：将生石灰粉碎；

S3、预消化：按比例就将粉碎后的生石灰与水通入预消化器；

S4、消化：将步骤S3得到的产物加入到消化器中搅拌，完成消化过程；

S5、分离除渣：对步骤S4所得到的产物进行净化分离除渣，得氢氧化钙成品。

步骤S1中所述石灰岩为黄龙组石灰岩。

步骤S1中所述煅烧过程为：将破碎后的石灰岩放入马弗炉中，升温至1000℃后保温4h后，降至25℃，即得。

步骤S2中将生石灰粉碎至35mm。

步骤S3中所述生石灰与水的重量比为7:5。

步骤S3中所述水的温度为35℃。

所述步骤S3中的预消化器为单轴多搅拌杆型；所述单轴多搅拌杆绕主轴呈螺旋状排列。

所述步骤S4中消化过程的时间为20min。

所述步骤S4中搅拌速度为350r/min。

本发明第二方面提供了一种根据所述的精准控制水分的氢氧化钙生产工艺制备的产物。

实施例2

实施例2提供了一种精准控制水分的氢氧化钙生产工艺，具体实施方式同实施例1，不同点在于：步骤S3中所述生石灰与水的重量比为4:1。

实施例3

实施例3提供了一种精准控制水分的氢氧化钙生产工艺，具体实施方式同实施例1，不同点在于：步骤S3中所述生石灰与水的重量比为1:2。

实施例4

实施例4提供了一种精准控制水分的氢氧化钙生产工艺，具体实施方式同实施例1，不同点在于：所述步骤S4中消化过程的时间为40min。

实施例5

实施例5提供了一种精准控制水分的氢氧化钙生产工艺，具体实施方式同实施例1，不同点在于：所述步骤S4中消化过程的时间为3min。

实施例6

实施例6提供了一种精准控制水分的氢氧化钙生产工艺，具体实施方式同实施例1，不同点在于：所述步骤S4中搅拌速度为150r/min。

实施例7

实施例7提供了一种精准控制水分的氢氧化钙生产工艺，具体实施方式同实施例1，不同点在于：所述步骤S4中搅拌速度为600r/min。

性能测试方法

1、含水率

对实施例1-7所述工艺得到的产物，将其置于烘箱中在110℃下烘干至恒重后，取出并称重，含水率为(m

2、氢氧化钙纯度

对实施例1-7所述工艺得到的产物，按照HG/T 4120-2009测试其中氢氧化钙纯度，结果记入表1。

3、转化率

按照HG/T 4120-2009测试生石灰中氧化钙的质量分数为w

表1