Способ получения гидроксида кальция

 

Изобретение относится к способу получения гидроксида кальция (гашеной извести), который может быть использован в химической промышленности. Гидроксид кальция получают путем гидратации извести в присутствии органической добавки с последующим выделением целевого продукта. В качестве исходного сырья используют известняковую муку, которую подают на обжиг при температуре 950-1050^oС. В качестве органической добавки используют оксиэтилированные моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена (Неонол) или продукты обработки смеси моно- и диалкилфенолов окисью этилена (ОП-7 или ОП-10). Технической задачей изобретения является повышение выхода целевого продукта, увеличение содержания основного вещества в целевом продукте, увеличение дисперсности и упрощение выделения целевого продукта. 3 з.п. ф-лы, 1 ил, 1 табл.

Изобретение относится к способу получения гидроксида кальция (гашеной извести), который может быть использован в химической промышленности, в частности в производстве соды, а также в пищевой, электролизной, строительной, например для производства сухих строительных смесей, и других отраслях промышленности и народного хозяйства.

Известен способ получения гидроксида кальция путем гидратации окиси кальция водой, выдерживания полученного порошка в бункере, сепарации, классификации и размола при вибрационном воздействии на порошок [А.с. СССР 339506, МПК С 01 F 11/02, 1970 г.].

Недостатками известного способа являются низкое качество целевого продукта, обусловленное повышенным содержанием примесей, и сложность технологического процесса из-за наличия стадий вылеживания, сепарации, классификации. Кроме того, этот способ не экономичен из-за больших затрат на обжиг, в результате потери целевого продукта составляют 40-45%.

Известен способ получения гидроксида кальция путем гидратации окиси кальция водой, полученную гашеную известь подвергают термической обработке при температуре 850-1200^oС (преимущественно, 850-950^oС) с последующей гидратацией образовавшейся извести водой, взятой в количестве 0,35-0,70 л на 1 кг 100% СаО, сушкой полученного продукта через стенку при температуре 100-400^oС [А.с. СССР 394313, МПК С 01 F 11/02, 1970 г.].

Основным недостатком известного способа является нетехнологичность, т.к. включает две стадии обжига, фильтрацию, сушку при повышенной температуре, а следовательно, неэкономичность процесса.

Известен также способ получения гидроксида кальция путем гидратации кусковой окиси кальция водой с температурой 90-98^oС с последующей сепарацией продукта и догашиванием недогасившихся частиц на сетке с водяным паром [А.с. СССР 315696, МПК С 01 F 11/02, 1970 г.].

Недостатком известного способа является необходимость догашивания продукта, содержание примесей, низкий выход целевого продукта, не превышающий 60%, а также низкая дисперсность.

Известен также способ получения гидроксида кальция, заключающийся в рассеве карбонатного сырья и подаче на обжиг фракции с размером частиц не более 50 мм, далее в подаче обожженного сырья на гидратацию водой и классификации полученной гидроокиси кальция по фракциям [А.с. СССР 421628, МПК С 01 F 11/02, 1972 г.].

Недостатком известного способа являются низкий выход целевого продукта, не превышающий 60% и его низкая дисперсность.

Известен также способ получения гидроксида кальция путем гидратации кусковой окиси кальция водой в присутствии добавок, в качестве которых используют додецилбензосульфонаты или сульфонаты жирных кислот в количестве 0,5-2,0 мас. % от подаваемой воды [Пат. ВНР 157015, МПК С 01 F 11/02, 1967 г.]; кормовые дрожжи в количестве 0,2-1,0 мас.% от исходной извести [А.с. СССР 485085, МПК С 01 F 11/02, 1973 г.]; сульфосодержащие соли четвертичных аммониевых или пиридиновых оснований в количестве 0,001-3,000 мас.% к воде, идущей на гидратацию [А.с. СССР 631451, МПК С 01 F 11/02, 1977 г.]; полифосфаты натрия, например тринатрийфосфат натрия, триполифосфат натрия, гексаметафосфат натрия, соль Грэма, полифосфат натрия в количестве 0,001-2,000 мас. % к воде, идущей на гидратацию [А.с. СССР 633810, МПК С 01 F 11/02, 1977 г.] с последующим выделением целевого продукта известными методами.

Основным недостатком вышеуказанных способов является низкий выход целевого продукта, не превышающий 60%, а также содержание посторонних примесей, недостаточная белизна целевого продукта.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому прототипом является способ получения гидроксида кальция путем гидратации извести водой в присутствии в качестве добавки глицерида алкилянтарной кислоты формулы: или в количестве 0,001-2,000 мас.% к воде, идущей на гидратацию, с последующей сепарацией продукта методом рассева [А.с. СССР 631452, МПК С 01 F 11/02, 1977 г.].

В данном способе используемая добавка позволяет равномерно смачивать кусковую известь за счет снижения поверхностного натяжения на границе контакта извести с водой. Равномерное смачивание способствует более полному вовлечению как активной, так и малоактивной составляющей исходной извести, в какой-то степени повысить дисперсность целевого продукта.

Но в то же время известный способ имеет и ряд недостатков: - низкий выход целевого продукта, проходящего через сито 0,315 мм; - низкое содержание основного вещества в целевом продукте; - сравнительно низкая дисперсность; Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, а именно: - повышение выхода целевого продукта, проходящего через сито 0,315 мм, а также 0,08 и ниже мм (увеличение дисперсности);
- увеличение содержания основного вещества в целевом продукте;
- снижение насыпной плотности;
- упрощение выделения целевого продукта.

Поставленная задача предлагаемого изобретения достигается тем, что в качестве исходного сырья используют известняковую муку в соответствии с ГОСТ 14050, которую подают на обжиг при температуре 950-105^oС и далее проводят гидратацию в присутствии органической добавки, в качестве которой используют оксиэтилированные моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена (Неонол) следующей общей формулы:
С₉Н₁₉С₆Н₄О(С₂Н₄)О)_nН,
где C₉H₁₉ - алкильный радикал изононил;
n - число молей этилена, присоединенное к одному молю алкилфенола, равное 9-12,
или продукты обработки смеси моно- и диалкилфенолов окисью этилена -(ОП-7 или ОП-10)- общей формулы:

где R - алкильный остаток, содержащий 8-10 атомов углерода;
n - равно 7-9 для ОП-7 и 10 12 для ОП-10, в количестве 0,01-0,20 мас.% от воды, подаваемой на гидратацию.

Отличительными признаками заявляемого объекта от прототипа являются:
- использование в качестве исходного сырья известняковой муки по ГОСТ 14050 - 78;
- проведение предварительного обжига исходного сырья при температуре 950-1050^oС;
- использование в качестве органической добавки при проведении гидратации или ОП-7, или ОП-10, или Неонола.

Проведение предварительного обжига известняковой муки позволяет полностью превратить примеси карбоната кальция, находящиеся в ней, в оксид кальция, тем самым при проведении следующей стадии гидратации увеличить выход целевого продукта.

А проведение гидратации в присутствии или ОП-7, или ОП-10, или Неонола позволяет проводить гидратацию с получением однородного целевого продукта, без проведения дополнительного догашивания. Вышеуказанные оксиэтилированные фенолы ускоряют процесс проведения гидратации и обеспечивают равномерное смачивание извести за счет снижения поверхностного натяжения на границе контакта ее с водой. Это, вероятно, объясняется способностью оксиэтильных групп образовывать водородные связи при их сопряжении с бензольным кольцом как ориентирующим фактором.

При проведении процесса предлагаемым способом исходные продукты должны соответствовать следующим требованиям:
- известняковая мука - ГОСТ 14050-78;
- ОП-7 и ОП-10 - ГОСТ 8433-81;
- Неонол ТУ 2483-077-05766801-98;
Процесс осуществляют следующим образом.

Известняковую муку по ГОСТ 14050-78 (поток ) подают на обжиг в аппарат 1 при температуре 950-1050^oС. После обжига полученный продукт (поток ) подают в гаситель 2, куда подается вода (поток ) в смеси с органической добавкой в количестве 0,01-0,20 мас.% от воды, подаваемой на гидратацию, потоком . После проведения гидратации полученный гидроксид кальция (пушонка) направляют на рассев (поток ) в аппарат 4 и далее на упаковку. Получают целевой продукт со следующими показателями: содержание гидроксида кальция в целевом продукте 90-92,6 мас.% и проходящего через сито с ячейками 0,06 мм 97,5-99,0%; насыпной вес 230-320 кг/м³; белизна 88,4-92,6%.

Сущность способа подтверждается следующими примерами.

Пример 1
Известняковую муку по ГОСТ 14050-78 в количестве 1000 кг (поток ) с содержанием основного вещества СаСО₃ 91,7 мас.% подают на обжиг в аппарат 1 при температуре 1000^oС. После обжига получают 596 кг мелкодисперсной извести, содержащей 86,1% основного вещества СаО (509 кг), и потоком подают в гаситель 2, куда из емкости 3 (поток ) подают воду в количестве 300 кг, содержащую 0,3 кг ОП-10. После проведения гидратации получают 761 кг гидроксида кальция (пушонка) с содержанием основного вещества Са(ОН)₂ 90 мас.% и белизной 89,4%, полностью проходящего через сито с размером ячеек 0,315 и 0,08 мм и с остатком на сите 0,06 мм 2,6 мас.%. Насыпной вес 240 кг/м³.

Осуществление других примеров по примеру 1 в заявляемых условиях представлены в таблице.

При проведении гидратации без органических добавок (пример 9) целевой продукт получают с недостаточно высоким выходом основного вещества, высоким насыпным весом и неудовлетворительной дисперсности.

Проведение обжига при температуре меньше 950^oС недостаточно для полного превращения карбоната кальция, содержащегося в известняковой муке, в оксид кальция.

Проведение обжига при температуре более 1050^oС нецелесообразно из-за получения примесей, так называемой мертво обожженной извести в получаемом оксиде кальция, которые впоследствии отрицательно повлияют на качество целевого продукта гидроксида кальция.

На основании приведенных примеров можно сделать вывод, что предлагаемый способ получения гидроксида кальция позволяет получить целевой продукт с высокими потребительскими свойствами.

Например, при производстве сухих строительных смесей для отделочных работ предъявляют высокие требования к исходным компонентам, в состав которых входит и гашеная известь (пушонка), по грансоставу и содержанию основного вещества гидроксида кальция [Стандарт Австрии для приготовления сухих строительных смесей Trsatz fur ONORM В 3324-1:1990-5].

Получаемый предлагаемым способом гидроксид кальция соответствует всем этим требованиям без необходимости дополнительных затрат, связанных с рассевом целевого продукта, отбором определенных фракций и дополнительной очисткой. И, кроме того, имеет высокие показатели по белизне, и насыпному весу.

Формула изобретения

1. Способ получения гидроксида кальция путем гидратации извести в присутствии органической добавки с последующим выделением целевого продукта, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья, подаваемого на гидратацию, используют известняковую муку, предварительно обожженную при температуре 950-1050С, а в качестве органической добавки используют оксиэтилированные моноалкилфенолы на основе тримеров пропилена формулы (I)

C₉H₁₉C₆Н₄О(C₂Н₄О)_nH (I)

или продукты обработки смеси моно- и диалкилфенолов окисью этилена формулы (II)

где C₉H₁₉ – алкильный радикал изононил;

n – для органической добавки формулы (I) равно 9-12;

n – для органической добавки формулы (II) равно 7-12;

R – алкильный остаток, содержащий 8-10 атомов углерода.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество вышеуказанной органической добавки подают в количестве 0,01-0,20 мас.% от воды, подаваемой на гидратацию.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве органической добавки используют соединение формулы (I) марки Неонол.

4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что в качестве органической добавки используют соединение формулы (II) марки ОП-7 или ОП-10, в которых n равно 7-9 для ОП-7 и 10-12 для ОП-10.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2