氢氧化钙加工过程

氢氧化钙加工过程：

涉及一种通过熟化细碎或磨碎的软烧石灰来生产干氢氧化钙的方法，其中石灰与由水和反应延迟有机溶剂组成的熟化液体强烈且均匀地混合。尽管石灰消解和石灰燃烧的过程众所周知并被广泛使用，但所涉及的基本机制的细节仍然不完全清楚。众所周知，熟化速度主要取决于生石灰的状况。一方面，由于微晶变得更粗大，高度燃烧降低了熟化速率，导致比表面积和孔隙率降低。通常，这些变化与干法熟化过程导致的氢氧化钙比表面积的不希望减少有关另一方面，较低的燃烧温度会导致相应的高消解速率和更大的比表面积。随着更快速的熟化反应出现的更高温度甚至更多地加速熟化过程并且可能是不希望的、更显着的初级颗粒团聚的原因。在工业过程中，由于团聚而形成的所谓砂粒必须通过筛分或筛分与更需要的反应产物分离。当前生产操作中获得的氢氧化钙是几个重叠反应的结果。A. Backman ("Zement-Kalk-Gips" 9, (1956), pp. 262-275) 区分了不同的连续阶段：吸水、中间产物的形成、加合物根据反应生成氢氧化物的反应CaO.2H.sub.2O→Ca(OH).sub.2 +H.sub.2 O+64.8 kJ/mol，终极产品的絮凝或附聚形成。在上述反应过程中，初始混合物从开始的水悬浮液通过固相，结尾分解形成细碎的终产物。

这种熟化反应过程只能在使用较硬的生石灰时观察到，尤其是在间歇操作中。各个阶段的时间非常短，无法以更高的吞吐率在大规模工业规模上进行分离。这尤其适用于主要使用软生石灰质量的当前操作。在这样的操作中，熟化阶段几乎同时发生，一个接一个或并行发生，这意味着即使大型工业设备可能设计为多个阶段，也不能影响或控制反应。这也与反应没有被蒸发的水减慢，而是被加速的事实有关。通常，在传统设备中处理具有特别高反应活性的石灰时，甚至在熟化水均匀混合到混合物中之前，水合物的形成就开始了，结果是生石灰和水的混合物中的温度升高待反应非常不均匀，并且在个别点可能大大超过所需的温度范围。同时，蒸汽的形成导致蒸汽消解，这对结果具有不利影响，因为由此形成反应性降低的氢氧化钙。尽管工业石灰熟化设备是为“多个阶段”设计的，因此无法利用精确反应控制的优势，但无法将各个阶段分开并优化执行。

此外，众所周知，通过向消解水中加入有机溶剂可以延缓反应速度。特别合适的是醇，例如甲醇、乙醇、丙醇和丁醇，以及酮、醚和醛。然而，迄今为止，使用有机溶剂来调节熟化速率的加速仅在实验室规模上完成。根据 Backman 的说法，鉴于在工业规模上需要大量支出，通常认为必须忽略使用有机溶剂进行的熟化过程。因此，没有其他公开的数据表明如何设计这种工艺以用于工业开发。研发的一个目的是通过在时间和空间方面的分离来控制石灰干法熟化中的各个反应步骤，以使得即使在大规模工业规模上也可以在不形成大量砂粒的情况下处理活性石灰，生产具有特别大比表面积的氢氧化钙。根据本研发，该目的通过在混合容器中在低于45°C的温度下进行由30至50体积份水和70至50体积份有机溶剂组成的熟化液与石灰的混合来实现，随后将反应混合物转移到主反应容器中，在该主反应容器中通过加热装置将混合物加热至50°C至70°C的温度，并在另一个反应容器中进行结束反应。在混合容器中，石灰与熟化液的比例选择为使得后来反应容器中的结尾反应温度达到85°C至110°C。如此生产的氢氧化钙的比表面积为 35 至 55 m 2/g，与通常生产的具有13至19m 2 /g的比表面积的氢氧化钙相比。氢氧化钙的比表面积因此增加了2至3倍。因此，这种氢氧化钙的反应性更高。在多个反应容器中进行该过程允许连续生产过程。优选地，在低于30°C的温度下将熟化液与石灰混合

本研发方法的另一个有利特征是反应混合物在预连接到主反应容器的预热器中加热以热加速反应，并且反应混合物在转移到结尾反应容器之前保持在主反应器直至达到 70°C 至 90°C 的温度。优选将成品氢氧化钙在冷却器中冷却至低于50℃的温度以防止反应性氢氧化钙在高温下储存时发生变化。优选地，该方法以这样的方式设计，即通过犁刀混合器、单或双桨式螺旋混合器或传送带将反应混合物输送通过主反应器。

此外，还优选包括在结尾反应容器中的反应之后的脱气步骤，其中通过施加真空和/或用惰性气体洗涤而从中除去成品氢氧化钙中的溶剂以确保产品纯度和节省成本的溶剂再利用。根据本研发的方法，获得了具有特别高的比表面积和高反应性的精细分散的氢氧化钙。在加工细石灰时，即使石灰的反应性非常高，也不会产生任何类型的砂粒。在加工细碎或颗粒状生石灰时，该过程中形成的砂砾量仅为传统熟化设备中形成量的 1/3 左右。