способ получения оксида кальция
| Классы МПК: | C01F11/06 карбонатов |
| Автор(ы): | Немчинов О.В., Бикбулатов И.Х., Садыков Н.Б., Гареев А.Т., Байбулатов С.И. |
| Патентообладатель(и): | Немчинов Олег Владимирович, Бикбулатов Игорь Хуснутович, Садыков Нургали Басырович, Гареев Альберт Тазетдинович, Байбулатов Салават Исхакович |
| Приоритеты: |
подача заявки:
1999-07-15 публикация патента:
10.12.2000 |
Изобретение относится к химической промышленности, конкретно к производству оксида кальция, используемого в качестве наполнителя резин, каучуков, а также применяемого в строительстве, металлургии, в системе водоснабжения и других отраслях промышленности. Сущность изобретения заключается в способе получения оксида кальция, согласно которому отход производства получения гидроксида кальция на стадии его выделения, содержащий, мас.%: CaO - 40-50; СаСО3 - 20-30; Cl- - 3,00-3,50; MgO - 2,50-2,95; микропримеси окисей Аl2O3 и Fe2O3 и вода - остальное, предварительно суспензируют при нормальных условиях и подают на фильтрацию на барабанный вакуум-фильтр, далее отфильтрованное известковое молоко подают на прокалку в сушильный барабан при 900-1000°С при разрежении 1,0-1,5 мм вод.ст., после чего полученный целевой оксид кальция выделяют. Преимуществом предлагаемого изобретения является снижение себестоимости продукта, расширение сырьевой базы получения оксида кальция и повышение его белизны. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Способ получения оксида кальция, включающий обжиг сырья, содержащего карбонат кальция и гидроксид кальция, измельчение продукта и выделение, отличающийся тем, что в качестве исходного карбонатного сырья используют отход производства гидроксида кальция на стадии его выделения, содержащий, мас.%:CaCO3 - 20,00 - 30,00
CaO в пересчете на Ca(OH)2 - 40,00 - 50,00
MgO - 2,50 - 2,95
Cl- - 3,00 - 3,50
Примеси Al2O3 и Fe2O3 и вода - Остальное
который предварительно суспензируют при нормальных условиях и подают на фильтрацию на барабанный вакуум-фильтр, далее отфильтрованное карбонатное сырье подают на прокалку в сушильный барабан при 900 - 1000oС при разрежении 1,0 - 1,5 мм вод.ст.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к химической промышленности, конкретно к производству оксида кальция, используемого в качестве наполнителя резин, каучуков, а также применяемого в строительстве, металлургии, в системе водоснабжения и других отраслях промышленности. Наиболее распространенным способом получения оксида кальция является классический способ - термическое разложение природных карбонатов, в основе которого лежит реакцияCaCO3 ---> CaO + CO2
[Н.С.Ахметов. Неорганическая химия.- М.: Высшая школа, 1975, с. 575-576] . Также известен способ получения оксида кальция путем обжига карбонатного сырья при 1000-1250oC гашением полученного оксида кальция водой с образованием суспензии, промыванием осадка с последующим разложением гидрооксида кальция до оксида кальция [патент США N 3839551, 1974], который подают на стадию измельчения [патент США N 2833626, 1958]. Недостатками известных способов являются сложность технологического процесса, обусловленная дороговизной исходного сырья, трудностью фильтрации суспензии гидроксида кальция. Известен способ получения оксида кальция, включающий предварительную выдержку карбонатного сырья при 100-800oC в течение 0,5-1,2 ч с последующей его обработкой водным раствором, содержащим хлористый кальций и спирт или эфир, отделением твердой фазы и подачей ее на обжиг при 900-1000oC [а.с. СССР N 763031, МПК C 01 F 11/06, 1978]. К недостаткам известного способа следует отнести высокую себестоимость исходного карбонатного сырья, связанную с его предварительной подготовкой перед подачей на обжиг. Также известен способ получения оксида кальция, включающий обжиг карбонатного сырья, содержащий оксид кальция - 50-55 мас.%, при разрежении, помол продукта, его выделение. Обжиг проводят в присутствии фосфатов щелочных или щелочноземельных металлов и/или карбонатов щелочных металлов или магния [a. c. СССР N 1000400, МПК C 01 F 11/06, 1981]. К недостаткам этого способа следует отнести сложность технологического процесса и высокую себестоимость готового продукта за счет высоких энергетических затрат, связанных с обжигом карбонатного сырья при высоких температурах. Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ получения оксида кальция, включающий термическое разложение карбонатного сырья, содержащего в основном карбонат кальция и 0,2-5,0 мас.% гидроксида кальция при температуре 1000oC [a. c. СССР 1296511, МПК C 01 F 11/06, 1987]. Хотя целевой продукт и содержит высокий процент основного вещества (оксида кальция), но, тем не менее, имеет недостаточно высокий показатель по степени белизны (85-90%), что не позволяет использовать получаемый оксид кальция для приготовления, например зубных паст, порошков, и применять его в других медицинских целях без дополнительной тщательной очистки. Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение себестоимости, расширение сырьевой базы получения оксида кальция, а также повышение степени белизны целевого продукта. Поставленная задача достигается тем, что в качестве исходного карбонатного сырья используют отход производства гидроксида кальция на стадии его выделения, содержащий, мас.%:
CaCO3 - 20,00 - 30,00
CaO в пересчете на Ca(OH)2 - 40,00 - 50,00
MgO - 2,50 - 2,95
Cl- - 3,00 - 3,50
Примеси Al2O3 и Fe2O3 и вода - Остальное
который предварительно суспензируют при нормальных условиях и подают на фильтрацию на барабанный вакуум-фильтр, далее отфильтрованное карбонатное сырье подают на прокалку в сушильный барабан при температуре 900-1000oC при разрежении 1,0-1,5 мм вод. ст. Полученный целевой оксид кальция выделяют известными способами. Отход производства получения гидроксида кальция на стадии его выделения, слабое известковые молоко, в настоящее время не находит квалифицированного применения и сбрасывается в так называемые "Белые моря". Состав этих отходов практически постоянный, мас.%:
CaO (в пересчете на Ca(OH)2) - 40,00 - 50,00
CaCO3 - 20,00 - 30
Cl- - 3,00 - 3,50
MgO - 2,50 - 2,95
Mикропримеси окисей Al2O3 и Fe2O3 и вода - Oстальное
Утилизация этого отхода является дополнительной целью изобретения и практически основной. В основе процесса получения оксида кальция лежат следующие реакции:
CaCO3 + Ca(OH)2
2CaO + CO2 + H2OПроцесс осуществляют следующим образом (см. чертеж). Исходное сырье - известковое молоко, содержащее, мас.%: 40-50 CaO в пересчете на Cа(OH)2, 20-30 CaCO3, Cl- 3,00-3,50, MgO 2,50-2,95, микропримеси окисей Al2O3 и Fe2O3, воду - остальное, из емкости накопителя подают в отстойник 1, откуда осветленную часть подают на стадию гашения извести, а сгущенную часть подают на вакуум-фильтр 2. После фильтра 2 сгущенную часть подают на прокалку в сушильный барабан 3, где поддерживают температуру 900-1000oC и разрежение 1,0-1,5 мм вод. ст. Полученную CaO подают на вибросито 4, где комки CaO образуются в практически одинаковую фракцию, а далее готовый продукт после дополнительного фракционирования собирают в бункер готовой продукции 5 и отправляют на упаковку. Полученный оксид кальция имеет следующую характеристику. 1. Содержание основного вещества (CaO), мас.% - 94-96. 2. Плотность, г/см3 - 1,15-1,18. 3. Массовая доля CaCO3, мас.% - 1,6-3,0. 4. Массовая доля окисей Fe и Al, мас.% - 0,3-0,6. 5. Массовая доля Mg, мас.% - 2,0-2,4. 6. Массовая доля веществ, не растворимых в HCl, мас.% - 0,1-0,2. 7. Фракционный состав:
прохождение через сито с сеткой N 315K, % - 91-94;
прохождение через сито с сеткой N 008K, % - 89-91. 8. Степень белизны, % - 93-95. Сущность способа подтверждается следующими примерами. Пример 1. Исходное сырье - известковое молоко - в количестве 1000 кг, содержащее, мас. %: 40 - CaO в пересчете на Ca(OH)2, 20 - CaCO3, 3,4 - Cl-, 2,5 - MgO, микропримеси окисей Al2O3 и Fe2O3 - 1,5, воду - 32,6, из емкости накопителя подают в отстойник 1, откуда осветленную часть подают на стадию гашения извести, а сгущенную часть подают на вакуум-фильтр 2. После фильтра 2 сгущенную часть подают на прокалку в сушильный барабан 3, где поддерживают температуру 980oC и разрежениe 1,2 мм вод. ст. Полученную CaO подают на вибросито 4, где комки CaO образуются в практически одинаковую фракцию. Получают 327 кг целевого продукта. Далее готовый продукт после дополнительного фракционирования собирают в бункер готовой продукции 5 и отправляют на упаковку. Полученный оксид кальция имеет следующую характеристику. Содержание основного вещества (CaO), мас.% - 94. Плотность, г/см3 - 1,15. Массовая доля CaCO3, мас.% - 3,0. Массовая доля окисей Fe и Al, мас.% - 0,4. Массовая доля Mg, мас.% - 2,4. Массовая доля веществ, не растворимых в HCl, мас.% - 0,2. Фракционный состав:
прохождение через сито с сеткой N 315K, % - 91;
прохождение через сито с сеткой N 008K, % - 89. Степень белизны, % - 93. Пример 2. Исходное сырье - известковое молоко - в количестве 1000 кг, содержащее, мас. %: 50 - CaO в пересчете на Ca(OH)2, 30 - CaCO3, 3,5 - Cl-, 2,95 - MgO, микропримеси окисей Al2O3 и Fe2O3, воду - остальное, из емкости накопителя подают в отстойник 1, откуда осветленную часть подают на стадию гашения извести, а сгущенную часть подают на вакуум-фильтр 2. После фильтра 2 сгущенную часть подают на прокалку в сушильный барабан 3, где поддерживают температуру 980oC и разрежение 1,0 мм вод. ст. Полученную CaO подают на вибросито 4, где комки CaO образуются в практически одинаковую фракцию. Получают 375 кг целевого продукта. Далее готовый продукт после дополнительного фракционирования собирают в бункер готовой продукции 5 и отправляют на упаковку. Полученный оксид кальция имеет следующую характеристику. Содержание основного вещества (CaO), мас.% - 95. Плотность, г/см3 - 1,18. Массовая доля CaCO3, мас.% - 2,0. Массовая доля окисей Fe и Al, мас.% - 0,6. Массовая доля Mg, мас.% - 2,3. Массовая доля веществ, не растворимых в HCl, мас.% - 0,1. Фракционный состав:
прохождение через сито с сеткой N 315K, % - 93;
прохождение через сито с сеткой N 008K, % - 90. Степень белизны, % - 94. Пример 3. Исходное сырье - известковое молоко - в количестве 1000 кг, содержащее, мас. %: 45 - CaO, 30 - CaCO3, 3,0 - Cl-, 2,65 - MgO, микропримеси окисей Al2O3 и Fe2O3, воду - остальное, из емкости накопителя подают в отстойник 1, откуда осветленную часть подают на стадию гашения извести, а сгущенную часть подают на вакуум-фильтр 2. После фильтра 2 сгущенную часть подают на прокалку в сушильный барабан 3, где поддерживают температуру 980oC и разрежение 1,5 мм вод. ст. Полученную CaO подают на вибросито 4, где комки CaO образуются в практически одинаковую фракцию. Получают 385 кг целевого продукта. Далее готовый продукт после дополнительного фракционирования собирают в бункер готовой продукции 5 и отправляют на упаковку. Полученный оксид кальция имеет следующую характеристику. Содержание основного вещества (CaO), мас.% - 96. Плотность, г/см3 - 1,18. Массовая доля CaCO3, мас.% - 1,6. Массовая доля окисей Fe и Al, мас.% - 0,3. Массовая доля Mg, мас.% - 2,0. Массовая доля веществ, не растворимых в HCl, мас.% - 0,1
Фракционный состав:
прохождение через сито с сеткой N 315K, % - 94;
прохождение через сито с сеткой N 008K, % - 91. Степень белизны, % - 95. На основании представленных данных видно, что предложенный способ получения оксида кальция позволит квалифицированно использовать отходы производства, которые ранее не находили применение и сбрасывались в "Белые моря", и тем самым расширяется сырьевая база для получения оксида кальция с высокими показателями по степени белизны, снижается его себестоимость.
