輕質(zhì)碳酸鈣又稱沉淀碳酸鈣、輕鈣、化學式CaCO3,分子量100.09.它是將石灰石等原料煅燒生成石灰(主要成分氧化鈣)和二氧化碳,加入水消化生成石灰乳(主要為氫氧化鈣),通入二氧化碳碳化石灰乳,生成碳酸鈣沉淀,經(jīng)過脫水、干燥、粉碎制成。也可以先用碳酸鈉和氯化鈣進行分解反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀,經(jīng)過脫水、干燥、粉碎制得。輕質(zhì)碳酸鈣沉降體積(2.4-2.8mL/g)比重質(zhì)碳酸鈣沉降體積(1.1-1.4mL/g)大,所以稱為輕質(zhì)碳酸鈣。
輕質(zhì)碳酸鈣粉末
選擇含鈣高的礦石入窯煅燒成石灰,篩去煤渣水洗得到氫氧化鈣水溶液,泵入反應(yīng)釜中,抽取窯中煅燒的尾氣即二氧化碳加入反應(yīng)釜,中和到PH接近中性,加入磷酸到PH中性,泵入離心機脫水后烘干,研磨成不同目數(shù)的輕質(zhì)碳酸鈣粉末。
工藝流程:原礦石碳酸鈣---高溫煅燒---獲得氧化鈣----加水獲得氫氧化鈣----通入煙道氣即二氧化碳-----沉淀得到輕質(zhì)碳酸鈣。
工藝流程圖示:
輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)工藝分為兩種:間歇鼓泡式碳化工藝和連續(xù)噴霧式碳化工藝。
1、傳統(tǒng)的輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)方法
傳統(tǒng)輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)方法是以石灰石為原料,石灰石在超過900℃煅燒,生成生石灰釋放出CO2。其生產(chǎn)工藝流程為:石灰煅燒—熟石灰消化—石灰乳碳化—固液分離—干燥—包裝。
2、鋼渣生產(chǎn)輕質(zhì)CaCO3工藝
鋼渣醋酸法生產(chǎn)輕質(zhì)CaCO3工藝流程為:醋酸介質(zhì)把鈣離子從鋼渣中提取出來—去除硅—CO2溶解和碳酸化反應(yīng)—純凈碳酸鈣沉淀生成及過濾。
3、硝酸浸取石膏鈣渣制備高品質(zhì)輕質(zhì)碳酸鈣
(1)粗制Ca(NO3)2溶液:用適量硝酸溶液浸取磷石膏鈣渣,反應(yīng)到?jīng)]有氣泡產(chǎn)生為止,過濾去除硝酸不溶物,得到含雜質(zhì)粗制的Ca(NO3)2溶液,雜質(zhì)主要為Fe(NO3)3,AL(NO3)3等可溶性硝酸鹽。
(2)精制Ca(NO3)2溶液:在粗制Ca(NO3)2溶液中加入NH3,調(diào)節(jié)溶液ph值,去除雜質(zhì),這時溶液中的AL3+、Fe3+、Mn2+等陽離子生成氫氧化物不溶,SO2-4、PO3-4等陰離子生成鈣鹽而不溶,過濾雜質(zhì),得到精制Ca(NO3)2溶液。
(3)碳化:把精制得到的Ca(NO3)2溶液稀釋到一定體積后轉(zhuǎn)移到容器中,控制反應(yīng)溫度,控制NH3和CO2氣體的流量進行碳化。
(4)洗滌:把沉淀鼓勵,多次洗滌,到濾液中無硝酸銀離子為止。
(5)干燥:把洗滌后的沉淀在120℃烘箱內(nèi)干燥2小時,即可得到輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品。
4、氯化銨法制取輕質(zhì)碳酸鈣
生石灰和NH4CL反應(yīng)得到CaCL2和NH3,過量的生石灰和水反應(yīng)生成Ca(OH)2.除堿性金屬離子外,其他金屬離子如Mg2+、Fe3+、Mn2+等生成氫氧化物不溶,陰離子如SO2-4、PO3-4生成鈣鹽不溶,過濾去除其他不溶雜質(zhì)。濾液中通入CO2,碳化后生成CaCO3沉淀,過濾,洗滌干燥后即可。
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