本发明涉及一种基本化工原料的制造方法,特别涉及一种采用盐酸和石灰石矿浆为起始原料,制造液体氯化钙的方法。 氯化钙是一种基本化工原料,主要用以代替氯化钡作为电解食盐原液的净化剂,并广泛用作致冷剂、建筑物的防冻剂、路面的集尘剂、海港消雾剂、织物上浆及防火剂、食品防腐剂、净水剂和制造氯化铝、氯化钡及钙盐的原料。
目前,我国固体氯化钙的年产量约五万吨,传统工艺主要是用氨碱法制纯碱的废液生产,也有少量采用碳酸钙与盐酸作原料的。
国外,有工业规模的液体氯化钙生产的报导,例如:
(1)US4,299,809;采用盐酸加碳酸钙制造氯化钙液的工艺方法,其特征是,
①反应器是一个耐酸的罐,上部密封,下部带有过滤装置,依靠反应产生的二氧化碳的压力,使液体氯化钙过滤并分离副产二氧化碳。优点是无需机械动力,缺点是设备结构复杂,造价较高。
②原料采用从采石场来的,粒径0.1~30mm,最好粒径5~10mm的碳酸钙,固体装料,盐酸自上部加入。未见其它具体工艺与技术、质量水平报导。
(2)US4,367,210,管道反应的装置和方法
①主要介绍了一种倾斜5~10°管道反应器,物料借助重力并流而下,在流动过程中完成反应,副产的二氧化碳在负压下分离。
②其它提供的条件是,碳酸钙是磨碎成鱼卵状的,浓度为35~55%的浆状,比理论量过量30~100%,产品氯化钙液体含量15~25%,pH3~5。
(3)US4,704,265,氯化钙生产工艺
①用工业盐酸通过放在筛板上的固体碳酸钙,借助反应产生的二氧化碳形成的泡沫,夹带微粒自顶部溢出,以除去微粒,使产品氯化钙液体,无需过滤,即基本不含微粒;细粉从筛孔中落入锥底,定期清除。
②通过喷水消沫,使夹带在泡沫中地微粒沉降,含水的盐酸-氯化钙液体,循环套用。
③产品氯化钙液体,用50%的氢氧化钠中和过量的酸,并沉淀析出镁、铁等杂质。
现有技术的不足是:
1.设备结构普遍复杂,造价高,技术要求高,不适合我国国情;
2.都是碳酸钙过量,不可避免地存在大量“渣子”的过滤问题;
3.为解决副产的二氧化碳的气泡难题,使设备结构复杂化;
4.产品质量水平不高,后处理复杂。
本发明的目的,就是要解决现有技术的不足,找出一种适合我国国情的,改进的生产液体氯化钙的方法。
本发明的目的是如此实现的:
采用了一种由碳酸钙和盐酸生产液体氯化钙的方法,其特征是,慢速搅拌下,过量盐酸和石灰石矿浆反应,负压下除二氧化碳,反应液用石灰乳中和,助沉剂除杂质。
上述生产液体氯化钙的方法,其特征是所述的慢速搅拌,是指搅拌速度为10~50r/min。
上述生产液体氯化钙的方法,其特征是所述的过量盐酸是指盐酸用量超过理论量的5~15%。
上述生产液体氯化钙的方法,其特征是所述的石灰石矿浆是含50~75%石灰石粉的混悬水溶液。
上述生产液体氯化钙的方法,其特征是所述的石灰石矿浆中的石灰石粉的粒径是0.05~0.5mm。
上述生产液体氯化钙的方法,其特征是所述的负压下除二氧化碳,是指反应中控制反应槽内压力<6.66k Pa,随时除去生成的二氧化碳。
上述生产液体氯化钙的方法,其特征是所述的用石灰乳中和,是指用石灰乳,将反应液中和至pH5~8。
上述生产液体氯化钙的方法,其特征是所述的反应液经助沉剂除杂质,是指用聚丙烯酸钠处理,使铁、铝杂质沉淀除去。
与现有技术相比,本发明具有明显的优点:
1.设备结构简单,造价低,技术要求不高,适合我国国情;
2.采用盐酸过量,反应后物料是均一的液相,后处理方便;
3.石灰石湿式粉磨成矿浆,反应完全,无粉尘污染;
4.控制合理的搅拌速度和反应罐内负压值,使副产的二氧化碳气泡迅速破坏,及时排出,保证安全,使生产工艺正常进行;
5.用石灰乳中和过剩的盐酸,经济合理;
6.加助沉剂使杂质迅速沉降,机械滤除杂质,有效地提高了产量和质量;
7.产品质量好,含量高于国外报导水平,外观澄清。
本发明的方法提供的氯化钙液体,其含量27~38%,钠、钾、镁盐的杂质含量≤2.8%,铁盐含量≤0.005%,水不溶物≤0.03%,pH6~8。
经齐鲁石化公司氯碱厂万吨级使用,代替氯化钡用作电解食盐原液的净化剂,除去其中的SO=4,不但可节省大量的剧毒氯化钡的使用,且省去烧碱生产中的溶解工序,降低了其生产成本,社会效益显著。
为国内氯化钙液体的生产,提供了一条先进、经济、合理的工艺。
圆满地达到了本发明的预期目的。
其工艺流程是:
以下结合实施例对本发明作进一步阐述:
【实施例一】
石灰石,含CaCO3≥97%,粒径50~80mm,破碎至小于20mm;加水湿式粉磨至φ0.05mm,配成50%的矿浆,用矿浆泵打入反应槽,在10~20r/min的搅拌速度下,加过量5%的工业盐酸,反应槽中控制压力为≤6.65kPa,以使反应产生的二氧化碳随时除去,反应完全后,用7.5%的石灰乳中和至pH=5~8,再加少量的助沉剂聚丙烯酸钠,使氯化钙液体迅速澄清,经板框压滤机除渣分离沉降出来的铁、铝等氢氧化物,可得氯化钙液体成品。其质量检测结果是:含量35%,钠、钾、镁盐的杂质含量0.54%,铁盐含量0.002%,水不溶物0.02%,pH 5~8。
反应放出的二氧化碳和夹带出的盐酸气体,经废气处理塔用洗渣水循环吸收,并与塔内的石灰石填料反应生成含氯化钙的溶液,此溶液可用于制取石灰乳,如此,废渣、废气得以回收利用。
【实施例二】
石灰石,含CaCO3≥97%,粒径50~80mm,破碎至小于20mm;加水湿式粉磨至φ0.25mm,配成65%的矿浆,用矿浆泵打入反应槽,在20~30r/min的搅拌速度下,加过量10%的工业盐酸,反应中控制槽内压力4.666kPa左右,产生的二氧化碳及时除去,反应完全后,用8.5%的石灰乳中和至pH=5~8,再加少量的助沉剂聚丙烯酸钠,使氯化钙液体迅速澄清,经砂芯压滤机分离,可得氯化钙液体成品。其质量检测结果是:含量34%,钠、钾、镁盐的杂质含量为0.43%,铁盐含量为0.001%,水不溶物为0.01%,pH6~8。三废回收利用同实施例一。
【实施例三】
石灰石加水湿式粉磨后粒径φ0.5mm,配成75%的矿浆,用矿浆泵打入反应槽,在40~50r/min的搅拌速度下,加过量15%的工业盐酸,反应中控制槽内压力为3.33k Pa左右,产生的二氧化碳能及时除去,不致影响反应正常进行,反应完全后,用7.5%的石灰乳中和至pH=5~8,再加少量助沉剂聚丙烯酸钠,使氯化钙液体迅速澄清,经压滤机除渣分离,可得氯化钙液体成品。其质量检测结果是:含量32%,钠、钾、镁盐的杂质含量为0.12%,铁盐含量为0.001%,水不溶物为0.01%,pH5~8。三废回收利用同实施例一。