一种高比表面积、高白度氢氧化钙的制备方法
阅读说明：本技术 一种高比表面积、高白度氢氧化钙的制备方法 (Preparation method of high-specific-surface-area and high-whiteness calcium hydroxide ) 是由 李鹏 路明清 孙浩 王正德 刘国义 卢晓娅 于 2021-08-11 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种高比表面积、高白度氢氧化钙的方法,使用高活性生石灰与水在60-70℃的温度条件、灰水比1：6.4的工艺条件下、并添加晶体控制剂的方法下进行。消化生产的氢氧化钙料浆浓度为17%,再经过除杂、浓缩、干燥制备高比表面积的氢氧化钙粉末。该方法生产纳米氢氧化钙比表面积40-45m～(2)/g,气孔容量0.2-0.3cm～(3)/g,氢氧化钙含量≥93%,白度≥92%,分布粒度D50在4-8μm范围内。该方法替代传统低灰水比的氢氧化钙生产工艺,产品可替代普通氢氧化钙应用在烟气脱硫上,除了具有脱除二氧化硫、盐酸、氢氟化合物的作用之外,还可替代活性炭,实现对二噁英和呋喃的脱除,各项性能均大幅提高；产品具有高白度、高纯度性质,可应用在食品、医药行业。(The invention relates to a method for preparing calcium hydroxide with high specific surface area and high whiteness, which comprises the following steps of using high-activity quicklime and water at the temperature of 60-70 ℃, wherein the ratio of grey water to water is 1: 6.4 under the process conditions and with the addition of a crystal control agent. The concentration of calcium hydroxide slurry produced by digestion is 17 percent, and calcium hydroxide powder with high specific surface area is prepared by impurity removal, concentration and drying. The specific surface area of the nano calcium hydroxide produced by the method is 40-45m 2 (g) pore volume of 0.2-0.3cm 3 The calcium hydroxide content is more than or equal to 93 percent, the whiteness is more than or equal to 92 percent, and the distribution granularity D50 is in the range of 4-8 mu m. The method replaces the traditional low grey water ratio calcium hydroxide production process, the product can replace common calcium hydroxide to be applied to flue gas desulfurization, the method not only has the function of removing sulfur dioxide, hydrochloric acid and hydrofluoride, but also can replace activated carbon to remove dioxin and furan, and all performances are greatly improved; the product has high whiteness and purityHas good properties, and can be applied in food and medicine industries.)
技术领域
本发明涉及一种高比表面积、高白度氢氧化钙的制备方法，尤其涉及高比表面积、高白度、高纯度氢氧化钙的制备方法。
背景技术
高比表面积氢氧化钙在电厂烟气脱硫、玻璃工业及化工尾气脱硫等方面，能发挥出非常明显的作用。
氢氧化钙作为常用脱硫剂，具有脱硫效率高、技术成熟的特点。但普通氢氧化钙多采用干法风选生产，灰水比低、杂质多、有效氢氧化钙含量低，存在比表面积低（≤20m2/g）、反应活性差、使用成本高的问题。在此背景下，研究高比表面积氢氧化钙，特别是比表面积达到40m2/g以上的，具有纯度高、反应活性好、吸附率高的特点，市场需求越来越大。根据工艺要求进行计算，每焚烧处理1吨垃圾，需要使用至少13千克高比表面积氢氧化钙粉末，全国垃圾处理能力达到1亿吨/年，需要高比表面积氢氧化钙产品100万吨/年。
另外，在玻璃制造、石油化工等行业，工业炉产生的烟气中往往含有HCL、HF、二恶英、呋喃和重金属等污染物，高比表面积氢氧化钙产品是吸收这些污染物的最佳选择，可以部分替代活性炭。
发明内容
针对已有技术存在的不足，本发明的目的在于提供高比表面积、高白度氢氧化钙的制备方法。
本发明的是通过如下技术方案实现的：
一种高比表面积、高白度氢氧化钙的制备方法，该方法依次包括如下步骤：
（1）选取活性大于350ml/4molHCl的生石灰，破碎至15-20mm粒径范围；
（2）生石灰与水在60-70℃条件下消化反应，反应初期添加一定量的晶型控制剂，制成氢氧化钙料浆，消化过程反应放热，控制消化结束后温度在95-98℃范围内，出料；
（3）将消化结束的Ca(OH)2料浆经震动筛、旋流器除杂，去除料浆中的盐酸不溶物、未反应的碳酸钙；
（4）除杂后料浆离心浓缩；
（5）浓缩料浆进行干燥、并粉碎分级制成高比表面积氢氧化钙。
所述步骤（1）中生石灰活性大于350ml/4molHCl，有效氧化钙含量≥92%，T60≤45s。
所述步骤（2）中消化水温严格控制在60-70℃。反应温度过低，消化速度慢；反应温度过高，反应剧烈在生石灰表面形成致密氢氧化钙膜，阻止化学反应深入进行。二者最终影响生产效率、成品白度、成品比表面积。
所述步骤（2）中的晶型控制剂以生石灰重量的0.5-1.0%，种类为葡萄糖、柠檬酸钠、焦磷酸钠、蔗糖中的一种或几种的混合物。
所述步骤（2）中消化过程可在带搅拌反应釜、滚筒消化机、槽式消化机、笼式消化机中的任意一种中反应。
所述步骤（2）中消化结束温度指消化机尾部温度，严格控制在95-98℃。
所述步骤（3）中，氢氧化钙料浆现后经100目、200目、8um旋流器除杂，除去包含盐酸不溶物、生石灰中所含的碳酸钙、铁铝氧化物。
所述步骤（4）中，离心后的氢氧化钙料浆浓缩至质量浓度30%及以上。
所述步骤（5）中的干燥采用闪蒸干燥，干燥温度为105-120℃，粉碎后粒径控制在5-8μm。
本发明的创新点在步骤（2），通过晶型控制剂调整氢氧化钙乳液的溶解度，提高过饱和度，从而使消化过程中形成的氢氧化钙粒子更小，比表面积更大。
附图说明
图1比较例1得到的碳酸钙生产工艺流程图。
图2本发明工艺流程图。
图3实施例1、比较例1、比较例2的碳酸钙的比表面积检测数据。
具体实施方式
实施例1
消化：在2立方米的反应釜中加入360公斤温度为65℃工艺水，加入0.28公斤蔗糖，搅拌均匀后，加入56公斤生石灰，生石灰活性355ml/4molHCl，粒度15mm。消化反应30min，制成氢氧化钙料浆，因反应为放热反应，控制消化反应的结束温度至98℃，出料。
除杂：消化料浆依次过200目筛网，8μm底流旋流器，除去杂质，除杂后产物的性质为进一步提高白度和纯度。
离心：除杂后料浆经离心机浓缩至质量浓度为30%。
干燥：使用闪蒸干燥机，控制干燥温度115℃，同时风力粉碎，制品即为高比表面积、高白度氢氧化钙，白度92.8%；含量93.4%；比表面积43.5m2/g；气孔容量0.26cm3/g；分布粒度（D50）5.15um。
实施例1-1
实施步骤同实施例1，仅补充消化反应温度为60℃，所得到的产品的白度92.4%；含量93.1%；比表面积41.5m2/g；气孔容量0.22cm3/g；分布粒度（D50）5.45um。
实施例1-2
实施步骤同实施例1，仅补充消化反应温度为55℃，所得到的产品的白度91.3%；含量90.4%；比表面积37.5m2/g；气孔容量0.21cm3/g；分布粒度（D50）7.15um。
实施例1-3
实施步骤同实施例1，仅补充消化反应温度为58℃，所得到的产品的白度91.8%；含量90.5%；比表面积38.5m2/g；气孔容量0.22cm3/g；分布粒度（D50）7.15um。
实施例1-4
实施步骤同实施例1，仅补充消化反应温度为70℃，所得到的产品的白度93.0%；含量93.2%；比表面积40.8m2/g；气孔容量0.22cm3/g；分布粒度（D50）7.80um。
实施例1-5
实施步骤同实施例1，仅补充消化反应温度为75℃，所得到的产品的白度89.9%；含量90.4%；比表面积34.5m2/g；气孔容量0.11cm3/g；分布粒度（D50）9.15um。
实施例1-6
实施步骤同实施例1，仅补充消化反应温度为80℃，所得到的产品的白度88.4%；含量89.4%；比表面积32.5m2/g；气孔容量0.11cm3/g；分布粒度（D50）10.12um。
实施例2
消化：在2立方米的反应釜中加入360公斤温度为65℃工艺水，加入0.28公斤蔗糖。搅拌均匀后，加入56公斤生石灰，生石灰活性355ml/4molHCl，粒度20mm。消化反应30min，结束温度95℃，出料。
除杂： 消化料浆依次过200目筛网，8μm底流旋流器，除去杂质。
离心：除杂后料浆经离心机浓缩至质量浓度为30%。
干燥：使用闪蒸干燥机，控制干燥温度115℃，同时风力粉碎，制品即为高比表面积、高白度氢氧化钙，白度92.4%；含量93.7%；比表面积40.2m2/g；气孔容量0.21cm3/g；分布粒度（D50）6.88um。
实施例2-1
实施步骤同实施例1，仅消化反应结束后温度为94℃，所得到的产品的白度92.4%；含量91，7%；比表面积40.2m2/g；气孔容量0.21cm3/g；分布粒度（D50）6.58um。
实施例2-2
实施步骤同实施例1，仅消化反应结束后温度为92℃，所得到的产品的白度92.1%；含量90.2%；比表面积40.1m2/g；气孔容量0.20cm3/g；分布粒度（D50）7.04um。
实施例2-3
实施步骤同实施例1，仅消化反应结束后温度为90℃，所得到的产品的白度91.8%；含量88.7%；比表面积37.7m2/g；气孔容量0.18cm3/g；分布粒度（D50）8.26um。
实施例2-4
实施步骤同实施例1，仅消化反应结束后温度为98℃，所得到的产品的白度92.4%；含量93.7%；比表面积40.4m2/g；气孔容量0.21cm3/g；分布粒度（D50）7.18um。
实施例2-5
实施步骤同实施例1，仅消化反应结束后温度为102℃，所得到的产品的白度88.4%；含量89.7%；比表面积31.6m2/g；气孔容量0.11cm3/g；分布粒度（D50）10.34um。
实施例2-6
实施步骤同实施例1，仅消化反应结束后温度为104℃，所得到的产品的白度86.1%；含量84.6%；比表面积29.1m2/g；气孔容量0.08cm3/g；分布粒度（D50）12.10um。
实施例3
消化：在2立方米的反应釜中加入360公斤温度为65℃工艺水，加入0.56公斤葡萄糖。搅拌均匀后，加入56公斤生石灰，生石灰活性350ml/4molHCl，粒度20mm。消化反应30min，结束温度95℃。
除杂： 消化料浆依次过200目筛网，8μm底流旋流器，除去杂质。
离心：除杂后料浆经离心机浓缩至质量浓度为30%。
干燥：使用闪蒸干燥机，控制干燥温度120℃，同时风力粉碎，制品即为高比表面积、高白度氢氧化钙。白度92.6%；含量93.3%；比表面积41.3m2/g；气孔容量0.23cm3/g；分布粒度（D50）4.19um。
实施例4
消化：在2立方米的反应釜中加入360公斤温度为70℃工艺水，加入0.28公斤葡萄糖。搅拌均匀后，加入56公斤生石灰，生石灰活性350ml/4molHCl，粒度20mm。消化反应30min，结束温度98℃。
除杂： 消化料浆依次过200目筛网，8um底流旋流器，除去杂质。
离心：除杂后料浆经离心机浓缩至质量浓度为30%。
干燥：使用闪蒸干燥机，控制干燥温度115℃，同时风力粉碎，制品即为高比表面积、高白度氢氧化钙。白度92.7%；含量93.4%；比表面积40.1m2/g；气孔容量0.22cm3/g；分布粒度（D50）7.89um。
实施例5
消化：在2立方米的反应釜中加入360公斤温度为65℃工艺水，加入0.28公斤焦磷酸钠。搅拌均匀后，加入56公斤生石灰，生石灰活性350ml/4molHCl，粒度20mm。消化反应30min，结束温度95℃。
除杂： 消化料浆依次过200目筛网，8μm底流旋流器，除去杂质。
离心：除杂后料浆经离心机浓缩至质量浓度为30%。
干燥：使用闪蒸干燥机，控制干燥温度120℃，同时风力粉碎，制品即为高比表面积、高白度氢氧化钙。白度92.1%；含量93.1%；比表面积41.8m2/g；气孔容量0.22cm3/g；分布粒度（D50）6.91um。
实施例6
方法及步骤同实施例1，仅消化步骤中所用生石灰活性为300 ml/4molHCl。则得到的氢氧化钙。白度91.1%；含量93%；比表面积37.1m2/g；气孔容量0.2cm3/g；分布粒度（D50）5.35um。
实施例7
方法及步骤同实施例1，仅除杂步骤中所用筛网为100目。则得到的氢氧化钙。白度90.2%；含量92.1%；比表面积36.1m2/g；气孔容量0.19cm3/g；分布粒度（D50）8.31um。
实施例8
方法及步骤同实施例1，仅除杂步骤中所用旋流器底流为10μm。则得到的氢氧化钙。白度89.1%；含量90.4%；比表面积32.9m2/g；气孔容量0.14cm3/g；分布粒度（D50）10.03um。
实施例9
方法及步骤同实施例1，仅干燥步骤中控制温度为125℃。则得到的氢氧化钙。白度88.1%；含量93.1%；比表面积40.4m2/g；气孔容量0.19cm3/g；分布粒度（D50）9.18um。
实施例10
方法及步骤同实施例1，仅干燥步骤中控制温度为110℃。则得到的氢氧化钙。白度89.7%；含量91.2%；比表面积39.6m2/g；气孔容量0.28cm3/g；分布粒度（D50）7.19um。
实施例11
方法及步骤同实施例1，仅消化步骤中不添加任何晶型控制剂。则得到的氢氧化钙。白度92.1%；含量93.5%；比表面积30.1m2/g；气孔容量0.11cm3/g；分布粒度（D50）6.18um。
实施例11-1
方法及步骤同实施例1，消化步骤中添加晶型控制剂为焦磷酸钠，添加量未0.28公斤，则得到的氢氧化钙白度89.1%；含量93.5%；比表面积38.1m2/g；气孔容量0.14cm3/g；分布粒度（D50）9.18um。
比较例1
在1立方米的反应釜中加入18公斤温度为50℃工艺水，加入56公斤生石灰，生石灰活性200ml/4molHCl，粒度15mm。消化反应30min，结束温度90℃，使用导热油升温至100℃干燥，产物经风选除去超径颗粒，即制的干粉状氢氧化钙产品，白度85.1%；含量90.1%；比表面积20.1m2/g；气孔容量0.08cm3/g；分布粒度（D50）10.45um。
比较例2
在1立方米的反应釜中加入27公斤温度为50℃工艺水，加入56公斤生石灰，生石灰活性185ml/4molHCl，粒度15mm。消化反应40min，结束温度95℃，使用导热油升温至100℃干燥，产物经风选除去超径颗粒，即制的干粉状氢氧化钙产品，白度86.1%；含量89.8%；比表面积21.5m2/g；气孔容量0.09cm3/g；分布粒度（D50）11.45um。
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