專利名稱：一種高純度和高活性氫氧化鈣的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用普通生石灰制備髙純度和髙活性氫氧化鈣的制備方法。
技術(shù)背景國內(nèi)髙純氫氧化鈣的產(chǎn)量不多，其質(zhì)量大多參照化學(xué)試劑標(biāo)準(zhǔn)中的指標(biāo)控制，而工業(yè)上 所需的髙純氫氧化鈣通常有更髙要求。中國專利CN1056474A公開了一種髙活性、高純度氫 氧化鈣的生產(chǎn)方法，通過控制消化過程中的水鈣比、消化溫度、消化壓力，并通過對(duì)煅燒工 藝的改進(jìn)，以及在工藝過程中于消化前和分離后兩次篩分，使生產(chǎn)的產(chǎn)品活性度達(dá)300 ml 以上，CaO含量72X以上，雜質(zhì)含量1.7%以下，收率95%以上。我國現(xiàn)有Ca(OH)2的生產(chǎn)方法主要以石灰為原料，加鹽酸溶解，除雜后的氯化鈣溶液加 堿沉淀制取氫氧化鈣，但制得的氫氧化鈣純度低，粒度粗，活性低，難以滿足工業(yè)生產(chǎn)的需 要。1953年，美國專利USP 2,894,820報(bào)道了一種制取團(tuán)塊狀熟石灰的方法，將生石灰和水 在水合反應(yīng)器中水合，得到潮濕的粗熟石灰，再經(jīng)干燥器干燥，通過分選機(jī)分選，分成細(xì)粉 和團(tuán)塊，再將團(tuán)塊粉碎，得到團(tuán)塊狀熟石灰。1982年，日本專利59-21521報(bào)道了一種由生石灰制造高品位氫氧化鈣的方法由生石 灰和水經(jīng)水合，使生石灰乳化率達(dá)30~80%后，將固形物分級(jí)制得氫氧化鈣乳化物的方法。 通過控制乳化時(shí)的水灰比和乳化時(shí)間，來實(shí)現(xiàn)控制乳化率的目的，使其乳化率在80%以下時(shí)， 及時(shí)分級(jí)以求制得雜質(zhì)含量較少、品質(zhì)較髙的氫氧化鈣。此方法使得氫氧化鈣的純度大有提 髙，活性也有所提髙，但仍達(dá)不到更髙的要求。1998年，美國專利5，846，500報(bào)道了一種利用含雜質(zhì)的氫氧化鈣制備碳酸鈣沉淀的方法, 將含雜質(zhì)的氫氧化鈣以水稀釋至氫氧化鈣的飽和濃度以下，經(jīng)過濾出去不溶固體，然后以二 氧化碳碳化法制得純度較高的碳酸鈣沉淀，但該方法需要大量的水，分離困難。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)而提出一種高純度和髙活性氣氧化鈣的制 備方法，其通過氨水調(diào)節(jié)溶液pH值，使雜質(zhì)離子生成氫氧化物沉淀的方法， 一次性除掉原 料生石灰中多種雜質(zhì)，得到的產(chǎn)品純度和活性均較高。本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用解決方案為 一種髙純度和髙活性氫氧化鈣的制備方法，其特征在于包括有以下制備步驟(1)生石灰的消化取生石灰樣粉碎，在常溫下，以質(zhì)量比為H20: CaO=2 4的水量于攪拌條件下進(jìn)行消 化，得到石灰料漿；(2) 鹽酸溶解在攪拌條件下，將鹽酸緩慢加入到石灰料漿中，直至溶液中無懸浮物，進(jìn)行過濾，得到 濾液(3) 雜質(zhì)離子的分離在攪拌條件下將濃氨水加入步驟(2)所得的濾液中，調(diào)節(jié)pH值，于20 80"下靜置l 4h,濾去沉淀，保留濾液；(4) 沉淀Ca"邊攪拌邊向步驟(3)所得濾液中加入碳酸銨或碳酸氫銨溶液，析出碳酸銬沉淀，至不 再產(chǎn)生沉淀，于20 80"下靜置l 4h,過濾并洗滌碳酸鐘沉淀；(5) 髙溫焙燒將步驟(4)得到的經(jīng)過洗滌的碳酸鈣沉淀經(jīng)烘干，焙燒，得到髙純度和高活性的氧化鈣；(6) 消化將步驟(5)得到的氧化鈣加水消化，消化過程中控制水鈣質(zhì)量比為0.5 0.7,得到髙純 度和髙活性氫氧化鈣。按上述方案，步驟(4)所述的碳酸銨或碳酸氫銨溶液濃度為20 30wt.W。 按上述方案，步驟(2)所述的鹽酸濃度為10 36.5wt.X。按上述方案，步驟(5)所述的烘干溫度為80 120",焙燒溫度為卯0 950",焙燒時(shí) 間1 2h。按上述方案，步驟(3)所述的濃氨水調(diào)節(jié)溶液pH值為11 12.5,濃氨水濃度為25 28 wt."/。可使雜質(zhì)離子Fe3+、 Fe2+、 Mg2+、 Ar+等生成氨氧化物沉淀，通過過濾除去。按上述方案，以碳酸銨或碳酸氫銨為沉淀劑制得碳酸鈣沉淀時(shí)，碳酸銨或碳酸氣銨適量 或是過量，均不影響產(chǎn)品純度。按上述方案，所選用的生石灰含有Si、 Fe、 Mg、 Al雜質(zhì)，對(duì)其活性度和粒度沒有限制。本發(fā)明的的優(yōu)點(diǎn)在于(1) 本發(fā)明的實(shí)用面廣，所選用的原料生石灰含有Si、 Fe、 Mg、 Al等雜質(zhì)均適用于本 發(fā)明的制備方法，CaO和Ca(OH)2純度髙；(2) 本發(fā)明除雜簡便，以氨水調(diào)節(jié)pH值可以同時(shí)除去多種雜質(zhì)，只需要控制溶液pH值大于ll,便可以達(dá)到完全除雜的目的；(3)所制得的碳酸鈣白度達(dá)到100以上，焙燒后制得的氧化鈣活性達(dá)到400 ml(40"C恒 水溫，10 min. 4 N鹽酸滴定值)以上。


圖1是本發(fā)明髙純度和高活性氫氧化鈣的生產(chǎn)工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合生產(chǎn)工藝流程圖，將本發(fā)明的生產(chǎn)工藝通過以下實(shí)施例詳細(xì)說明如下 實(shí)施例l取CaO含量為76.42 wt.%, Fe203含量為1.00 wt.°/。， A1203含量為0.12 wt.%, MgO含 量為2.74 wt,/。的生石灰樣品40g,加入80ral水?dāng)嚢柘?，繼續(xù)攪拌，加入200 ml濃度為 18wt,/。的鹽酸溶解，直至溶液中無懸浮物，過濾，于濾液中加入50 ml濃氨水(濃度為25 wt.%),溶液pH值達(dá)到12.5,于80'C下保溫2h，抽濾，于濾液中邊攪拌、邊加入20wt//0 碳酸銨溶液260m1, 801C下保溫靜置2h，抽濾，將得到的碳酸鈣洗滌至濾液中無Cr檢出， 1201C下烘干、930"C下焙燒lh,得到氧化鈣。將制得的氧化鈣按水鈣質(zhì)量比為0.6消化，得 到髙純度和髙活性氫氧化鈣。經(jīng)檢測，所得中間產(chǎn)品和最終產(chǎn)品，其中碳酸鈣的白度為104.7，晶粒大小在5rtn以下； 制得的CaO產(chǎn)品中CaO含量為98.86 wt.%, MgO的含量為0.49 wt.%, Fe、 Al氧化物的含 量均在檢出范圍之外,CaO的收率為99.26 wt.%,活性度為在426 ml;消化后的高純Ca(OH)2 其白度為100.8。實(shí)施例2取與實(shí)施例l相同的原料，經(jīng)攪拌消化、鹽酸溶解、過濾后，于濾液中加入21ml濃貧 水(濃度為25 wt.。/。)，溶液pH值達(dá)到11.2,其它處理過程同實(shí)施例l,得到髙純度和髙活 性氫氧化鈣。經(jīng)檢測，所得中間產(chǎn)品和最終產(chǎn)品，其中碳酸鈣的白度為103.2,晶粒大小在5Wn以下； 制得的CaO產(chǎn)品中CaO含量為98.72 wt.%， MgO的含量為0.68 wt. %, Fe、 Al氧化物的 含量均在檢出范圍之外，CaO的收率為99.33 wt. %,活性度為在412 ml;消化后的髙純 Ca(0H)2其白度為100.3。實(shí)施例3取與實(shí)施例l相同的原料，經(jīng)攪拌消化、鹽酸溶解、過濾后，于濾液中加入13ml濃氨 水(濃度為25wt.。/。)，溶液pH值達(dá)到10.0,其它處理過程同實(shí)施例l,得到髙純度和高活 性氨氧化鈣。經(jīng)檢測，所得中間產(chǎn)品和最終產(chǎn)品，其中碳酸鈣的白度為102.3,晶粒大小在5Mm左右； 制得的CaO產(chǎn)品中CaO含量為98.13 wt.%, MgO的含量為0.95 wt. %, Fe、 Al氧化物的 含量均在檢出范圍之外，CaO的收率為99.37 wt. %,活性度為在369 ml;消化后的髙純 Ca(OH)2其白度為98.1。實(shí)施例4取與實(shí)施例1相同的原料40g,加入120 ml水?dāng)嚢柘?、加?00 ml濃度為10wt,/o的 鹽酸溶解、過濾后，于濾液中加入濃氨水(濃度為25wt/Zo)調(diào)節(jié)pH值12, 5(TC下保溫靜 置2h,沉淀除雜后，于濾液中邊攪拌、邊加入20wt.y。碳酸氫銨溶液250ml， 5(KC保溫2h, 抽濾，將得到的碳酸鈣洗滌至濾液中無cr檢出，其它處理過程同實(shí)施例l，得到高純度和髙 活性氫氧化鈣。經(jīng)檢測，所得中間產(chǎn)品和最終產(chǎn)品，其中碳酸鈣的白度為102.8,晶粒大小在lSPm左 右;制得的CaO產(chǎn)品中CaO的收率為98.96 wt.%,活性度為在429 ml;消化后的髙純Ca(OH)2 其白度為100.7。實(shí)施例5取與實(shí)施例l相同的原料40g,加入160ml水?dāng)嚢柘?、加?00ml濃度為36wt,/o鹽 酸溶解、過濾后，于濾液中加入濃氨水(濃度為25wt.。/。)調(diào)節(jié)pH值12.3, 201C下靜置4h， 沉淀除雜后，于濾液中邊攪拌、邊加入30 wtn/。碳酸氫銨溶液170 ml, 20匸下靜置4 h,抽濾， 將得到的碳酸鈣洗滌至濾液中無CT檢出，其它處理過程同實(shí)施例l,得到髙純度和髙活性氫 氧化鈣。經(jīng)檢測，所得中間產(chǎn)品和最終產(chǎn)品，其中碳酸鈣的白度為103.0,晶粒大小在15tkn左 右制得的CaO產(chǎn)品中CaO的收率為98.卯wt.%,活性度為在423 ml;消化后的髙純Ca(OH)2 其白度為100.6。
權(quán)利要求
1. 一種高純度和高活性氫氧化鈣的制備方法，其特征在于包括有以下制備步驟(1)生石灰的消化取生石灰樣粉碎，在常溫下，以質(zhì)量比為H2O∶CaO＝2～4的水量于攪拌條件下進(jìn)行消化，得到石灰料漿；(2)鹽酸溶解在攪拌條件下，將鹽酸緩慢加入到石灰料漿中，直至溶液中無懸浮物，進(jìn)行過濾，得到濾液；(3)雜質(zhì)離子的分離在攪拌條件下將濃氨水加入步驟(2)所得的濾液中，調(diào)節(jié)pH值，于20～80℃下靜置1～4h，濾去沉淀，保留濾液；(4)沉淀Ca2+邊攪拌邊向步驟(3)所得濾液中加入碳酸銨或碳酸氫銨溶液，析出碳酸鈣沉淀，至不再產(chǎn)生沉淀，于20～80℃下靜置1～4h，過濾并洗滌碳酸鈣沉淀；(5)高溫焙燒將步驟(4)得到的經(jīng)過洗滌的碳酸鈣沉淀經(jīng)烘干，焙燒，得到高純度和高活性的氧化鈣；(6)消化將步驟(5)得到的氧化鈣加水消化，消化過程中控制水鈣質(zhì)量比為0.5～0.7，得到高純度和高活性氫氧化鈣。
2、 按權(quán)利要求1所述的高純度和髙活性氫氧化鈣的制備方法，其特征在于步驟(2)所 述的鹽酸濃度為10~36.5 wt.%。
3、 按權(quán)利要求1或2所述的高純度和髙活性氫氧化鈣的制備方法，其特征在于步驟(3) 所述的濃氨水調(diào)節(jié)溶液pH值為11 12.5,濃氨水濃度為25 28 wt.%。
4、 按權(quán)利要求1或2所述的高純度和髙活性氫氧化鈣的制備方法，其特征在于步驟(4) 所述的碳酸銨或碳酸氫銨溶液濃度為20~30wt.%。
5、 按權(quán)利要求1或2所述的高純度和髙活性氫氧化鈣的制備方法，其特征在于步驟(5) 所述的烘干溫度為80 1201C,焙燒溫度為卯0 950"C,焙燒時(shí)間l 2h。
6、 按權(quán)利要求1或2所述的髙純度和髙活性氫氧化鈣的制備方法，其特征在于以碳酸 銨或碳酸氫銨為沉淀劑制得碳酸鈣沉淀時(shí)，碳酸銨或碳酸氫銨適量或是過量。
7、 按權(quán)利要求1或2所述的髙純度和髙活性氫氧化鈣的制備方法，其特征在于生石灰含 有Si、 Fe、 Mg、 Al雜質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用普通生石灰制備高純度和高活性氫氧化鈣的制備方法，包括有以下制備步驟(1)生石灰的消化；(2)鹽酸溶解；(3)雜質(zhì)離子的分離；(4)沉淀Ca²⁺；(5)高溫焙燒；(6)消化，得到高純度和高活性氫氧化鈣。本發(fā)明的的優(yōu)點(diǎn)在于(1)實(shí)用面廣，所選用的原料生石灰含有Si、Fe、Mg、Al等雜質(zhì)均適用于本發(fā)明的制備方法，CaO和Ca(OH)₂純度高；(2)除雜簡便，以氨水調(diào)節(jié)pH值可以同時(shí)除去多種雜質(zhì)，只需要控制溶液pH值大于11，便可以達(dá)到完全除雜的目的；(3)所制得的碳酸鈣白度達(dá)到100以上，焙燒后制得的氧化鈣活性達(dá)到400ml以上。
文檔編號(hào)C01F11/00GK101254935SQ20081004722
公開日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2008年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月3日
發(fā)明者丁春華, 張正文, 池汝安, 顏欽武, 饒發(fā)明 申請(qǐng)人:武漢工程大學(xué);武鋼礦業(yè)有限責(zé)任公司烏龍泉礦