一種降鎂增鈣的沉淀碳酸鈣生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種降鎂增鈣的沉淀碳酸鈣生產(chǎn)工藝，該工藝通過：1）窯氣凈化采用脫硫塔串聯(lián)洗滌塔，并在脫硫塔液相添加脫硫劑，提高了窯氣的凈化效果，同時減少了循環(huán)水用量。2）采用生漿預陳化+動態(tài)陳化工藝，避免了“返混”現(xiàn)象，保證了生漿的陳化時間；3）碳化反應(yīng)釜采用三層槳葉的攪拌裝置，碳化反應(yīng)時間縮短、窯氣的利用率提高；4）分離碳酸鈣后的母液采用蒸汽熱解法分離出鎂，濾液返回消化工序，實現(xiàn)了水的循環(huán)利用。本發(fā)明得到的沉淀碳酸鈣產(chǎn)品的粒徑?。―50≈4μ）、白度高（≥94）、鎂含量低（MgO≤0.5%）、且堿度低（pH≤9），除滿足橡膠、塑料、造紙、涂料等行業(yè)外，更適合于諸如塑鋼等對鎂含量、白度、堿度等有特殊要求的行業(yè)。
【專利說明】一種降鎂增鈣的沉淀碳酸鈣生產(chǎn)工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明屬于無機材料領(lǐng)域，涉及一種以低品位(特別是鎂、鐵含量高)的石灰石為原料制備沉淀碳酸鈣之降鎂增鈣新工藝。
【背景技術(shù)】:
[0002]碳酸鈣作為一種優(yōu)質(zhì)填料和白色顏料，廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料、造紙、涂料、油墨、醫(yī)藥等行業(yè)。
[0003]雖然我國石灰石資源豐富，分布廣泛，但質(zhì)量良莠不齊，直接影響了輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品的質(zhì)量。如果石灰石的鎂、鐵含量過高，會導致碳酸鈣產(chǎn)品的堿度高、白度低、鎂含量高，將其添加在塑鋼中會導致粘度增大、拉伸電流升高，最終造成塑鋼制品發(fā)黃等后果。
[0004]CN1172073A公開了一種超微細輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)工藝，該工藝以電石渣為原料，碳酸氫銨為沉淀劑。CN1886340A公開了一種生產(chǎn)沉淀碳酸鈣的方法和設(shè)備，但其中未涉及如何降低產(chǎn)品中鐵、鎂含量的問題。CN101033075A公開了一種制備超細輕質(zhì)碳酸鈣的方法，該發(fā)明以熟石灰粉為原料，加入碳酸氫銨為沉淀劑制備碳酸鈣。CN102897814A提出了一種多功能碳酸鈣的生產(chǎn)工藝:對碳酸鈣原料進行研磨，然后對研磨后的碳酸鈣進行一次分級；對于小于第一粒徑的碳酸鈣，再進行至少一次分級，得到不同粒徑范圍內(nèi)的碳酸鈣；對于大于第一粒徑的碳酸鈣進行濕法研磨。CN102910662A公開了一種粒度可控的碳酸鈣的制備方法，即首先分別配制CaCl2水溶液及可溶性碳酸鹽水溶液進行傾倒混合發(fā)生生成碳酸鈣的反應(yīng)，最后過濾反應(yīng)液，氯化物母液 循環(huán)使用，濾餅經(jīng)干燥、碾磨得到粒度可控的CaC03。
[0005]本發(fā)明提出一種以低品位(特別是鎂、鐵含量高)的石灰石為原料制備沉淀碳酸鈣之降鎂增鈣新工藝。該工藝產(chǎn)品除滿足橡膠、塑料、造紙、涂料等行業(yè)外，更適合于諸如塑鋼等對白度、鎂含量有特殊要求的行業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0006]本發(fā)明的目的在于彌補現(xiàn)有技術(shù)的缺陷、克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，在《無機鹽工藝學》(周有英.北京:化工出版社，1995)的基礎(chǔ)上，提出一種以低品位(特別是鎂、鐵含量高)的石灰石為原料制備沉淀碳酸鈣之降鎂增鈣新工藝。本發(fā)明通過以下的工藝步驟來實現(xiàn)上述目標:1)窯氣凈化采用脫硫塔串聯(lián)洗滌塔，并在脫硫塔液相添加脫硫劑，提高了窯氣的凈化效果，同時減少了循環(huán)水用量。2)采用生漿預陳化+動態(tài)陳化工藝，避免了“返混”現(xiàn)象，保證了生漿的陳化時間，便于根據(jù)產(chǎn)品碳酸鈣的沉降體積調(diào)整生漿的陳化時間。3)碳化反應(yīng)釜采用三層槳葉的攪拌裝置，通過攪拌使得窯氣迅速被打散成為小氣泡，有利于氣液傳質(zhì)，從而使CO2的利用率提高，每一塔的碳化時間縮短了 20—40分鐘，降低了窯氣壓縮機的電耗。通過控制生漿的濃度、添加的添加劑(分散劑、晶控劑等)并適當延長碳化時間以降鎂增鈣，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。4)分離碳酸鈣后的母液采用蒸汽熱解法分離出鎂，濾液返回消化工序，實現(xiàn)了水的循環(huán)利用。5)沉淀碳酸鈣產(chǎn)品的粒徑小(D5tl~4μ )、白度高0 94)、鎂含量低(MgO ( 0.5%)、且堿度低(pH ( 9)，除滿足橡膠、塑料、造紙、涂料等行業(yè)外，更適合于諸如塑鋼等對鎂含量、白度、堿度等有特殊要求的行業(yè)。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0008]一種降鎂增鈣的沉淀碳酸鈣生產(chǎn)工藝，包括以下步驟:
[0009]I)窯氣凈化工序
[0010]將石灰窯產(chǎn)生的窯氣通入脫硫塔的下部，經(jīng)過脫硫的窯氣從脫硫塔頂部流出，然后進入洗滌塔的下部，再從洗滌塔的頂部流出，此時窯氣的溫度降至30~40°C，C02的體積含量為窯氣的28~35%，然后進入氣液分離器；經(jīng)汽液分離器分離液滴后，窯氣由羅茨風機送入碳化塔的底部。
[0011]其中，脫硫塔中的液相為水，液相中含有質(zhì)量百分比為I~2%的脫硫劑。
[0012]2)石灰乳預陳化+動態(tài)陳化工序
[0013]來自石灰乳泵的石灰乳進入第一預陳化池陳化I~8小時，再送入第二預陳化池，陳化8~16小時后,然后送入第一動態(tài)陳化池,動態(tài)陳化8~16小時；再送入第二動態(tài)陳化池，動態(tài)陳化8~16小時，得到陳化后的石灰乳；所得石灰乳的粒度達到D5(l=2.2μ ;其中，陳化后的石灰乳中氫氧化鈣的質(zhì)量百分含量為7~14%。
[0014]3)碳化工序
[0015]步驟2)中得到的陳化后的石灰乳通過泵送入碳化塔的頂部，與羅茨風機送來的窯氣中的CO2進行反應(yīng)，其中，物料配比為摩爾比氫氧化鈣:二氧化碳=1:1.2~2 ;在碳化塔中反應(yīng)開始時，首先分別添加理論生成碳酸鈣質(zhì)量0.1~0.3%的添加劑A聚丙烯酸鈉和添加劑B檸檬酸酯，在40~50°C進行碳化反應(yīng)，當漿液的pH值達到7.0時，繼續(xù)碳化10~30分鐘，然后將碳酸鈣漿液加熱至70~75 °C時，進行以下兩種方法之一:方法一，加入理論生成碳酸鈣質(zhì)量I~3%的增白劑連二亞`硫酸鈉進行增白處理，攪拌30— 60分鐘后，放入熟漿池；或者，方法二，加入理論生成碳酸鈣質(zhì)量I~3%的增白劑連二亞硫酸鈉進行增白處理，攪拌30~60分鐘后，再加入理論生成碳酸鈣質(zhì)量I~3%改性劑硬酯酸銨進行濕法改性，攪拌30~60分鐘后，放入熟漿池。
[0016]4)后處理工序
[0017]為以下2種方法之一:方法1，將上述步驟3)碳化工序中方法一或方法二放入熟漿池中的碳酸鈣漿液送入第一板框壓濾機，脫水至濾餅含水量質(zhì)量百分比為28~35%，濾餅再送入盤式干燥機干燥至含水量質(zhì)量比小于1%，即得到產(chǎn)品沉淀碳酸鈣；或者，方法2，將上述步驟3)碳化工序中方法一放入熟漿池中的碳酸鈣漿液送入第一板框壓濾機，脫水至濾餅含水量質(zhì)量百分比為28~35%，濾餅再送入盤式干燥機干燥至含水量質(zhì)量比小于1%，再將碳酸鈣送入捏合機中，同時加入改性劑硼酸酯偶聯(lián)劑，其添加量為理論碳酸鈣質(zhì)量的3%，得到產(chǎn)品沉淀碳酸鈣；
[0018]其中，上述過程中第一板框壓濾機分離碳酸鈣后得到的母液流入母液池，經(jīng)母液泵送入熱解器，通入1.5MPa蒸汽熱解后，放入沉降池，加入高分子絮凝劑聚丙烯酰胺，加入量為固體含量0.5~1.5%使其加速沉降，上層清液放入清液池，下層沉淀放入鎂漿池，經(jīng)鎂漿泵打入第二板框壓濾機脫水至濾餅含水量35~45%，經(jīng)皮帶機送入盤式干燥機，干燥至含水量質(zhì)量百分比小于2%，得副產(chǎn)品工業(yè)級碳酸鎂；出第二板框壓濾機的濾液流入清液池，清液池的清液經(jīng)清液泵送入第三板框壓濾機處理后返回消化工序化灰使用。
[0019]所述的石灰石為乾昊鈣業(yè)的石灰石，質(zhì)量百分組成組成為:碳酸鈣96.4%，氧化鎂1.4%，氧化鐵≤0.1%。
[0020]所述的工序I)中的脫硫劑的組成為CaO、CaCO3和MgO，其質(zhì)量比CaO: CaCO3:MgO=1:0.5 ~1:0.5 ~I。
[0021]所述的工序3)中的高分子絮凝具體為聚丙烯酰胺。
[0022]所述的工序3)中的濕法改性劑具體為硬酯酸銨。
[0023]所述的工序4)中的改性劑為硼酸酯偶聯(lián)劑。
[0024]所述的工序3)中使用的碳化塔，為常用碳化塔的改進，即攪拌軸安裝三層漿葉，碳化塔的主要參數(shù)包括:塔高8米，直徑2.5米，攪拌軸插入碳化塔內(nèi)距離塔底0.65米，三層攪拌槳葉的位置分別為0.65米、3.05米、和5.45米，三層槳葉直徑均為0.7—0.9米，液相高度6.5米。
[0025]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下特點:
[0026]1，原料資源豐富、成本低。以低品位(特別是鎂、鐵含量高)的石灰石為原料，可以充分利用現(xiàn)有的礦物資源。(該礦石如果用于傳統(tǒng)工藝，生產(chǎn)的產(chǎn)品碳酸鈣過濾困難、鎂含量高、堿度高、白度低、流動性差，不能用于塑鋼生產(chǎn)中。)
[0027]2，窯氣凈化采用脫硫塔(添加脫硫劑)串聯(lián)洗滌塔，采用創(chuàng)舉塔器公司的MP塔盤，提高了窯氣的凈化效果。該塔具有傳質(zhì)效率高、處理能力大、壓力降小、操作彈性大等特點。 [0028]傳統(tǒng)碳酸鈣制備工藝不單獨設(shè)置脫硫塔，通過水洗塔只能洗去部分二氧化硫，結(jié)果造成產(chǎn)品碳酸鈣中亞硫酸鈣、硫酸鈣含量高，致使產(chǎn)品“板結(jié)”，干燥和過篩困難，產(chǎn)品的水含量偏高、流動性差，物化性能差。尤其生產(chǎn)沉淀碳酸鈣產(chǎn)品時，傳統(tǒng)工藝既不添加分散劑，也不添加晶型控制劑，又不進行表面改性，使得上述問題會更嚴重，所以不得不加大水洗塔的用水量和排水量，結(jié)果造成水消耗量大大增加。
[0029]本發(fā)明經(jīng)過大量的研究和試驗，選取CaOXaCO3和MgO作為脫硫塔的脫硫劑，一方面是利用化學原理進行除硫，提高了脫硫效果，與傳統(tǒng)的水洗(so2+h2o=h2so3)，或者與其它產(chǎn)品制備工藝中的脫硫塔中的脫硫劑僅為CaO相比，可以節(jié)約循環(huán)水用量，提高脫硫效果。本發(fā)明其在脫硫塔中進行的化學反應(yīng)如下:
[0030]CaCHH2O=Ca (OH) 2
[0031]MgCHH2O=Mg(OH)2
[0032]Mg (HCO3) 2+2Ca (OH) 2=Mg (OH) 2+2CaC03+2H20
[0033]Ca (OH) 2+S02=CaS03+H20
[0034]Mg (OH) 2+S02=MgS03+H20
[0035]CaC03+S02=CaS03+C02
[0036]2CaS03+02=2CaS04
[0037]與此同時，由于脫硫劑的組成及配比恰當，脫硫劑及脫硫產(chǎn)物組分如Ca(0H)2、Mg(0H)2、CaC03、CaS03、CaS04等由于靜電吸附或“粘附”作用，進一步降低了窯氣中煤焦油、煙塵等雜質(zhì)的含量，有助于提高窯氣的洗滌效果，也就是說，脫硫塔在除去硫的同時增強了洗氣效果，從而減小了水洗塔的負荷，使洗滌水用量減少，但窯氣凈化效果提高，最終使得產(chǎn)品碳酸鈣白度提高，避免了在產(chǎn)品中生成亞硫酸鈣、硫酸鈣，使產(chǎn)品變得更“疏松”，干燥和過篩更容易，產(chǎn)品的水含量降低、流動性更好。
[0038]3、采用生漿預陳化+動態(tài)陳化工藝，提高了石灰乳的質(zhì)量。所述的工序2)中的“預陳化”是為了保證氧化鈣水化反應(yīng)進行得更徹底，避免產(chǎn)生“夾生”現(xiàn)象即:氧化鈣顆粒外殼已經(jīng)水化為氫氧化鈣，但由于氫氧化鈣的粘度很大，包裹在氧化鈣顆粒外層，如果預陳化時間不夠，就會形成氧化鈣“核心”。而“動態(tài)陳化”一方面可以繼續(xù)促進未反應(yīng)的氧化鈣水化生成氫氧化鈣，另一方面是通過動態(tài)循環(huán)，使氫氧化鈣乳液即精漿更細化，也就是說，使氫氧化鈣顆粒的粒徑更細、粒度分布更窄，由于陳化池體積很大(大于1000立方米)，可以保證精漿的質(zhì)量均一且穩(wěn)定，從而保證產(chǎn)品碳酸鈣質(zhì)量更穩(wěn)定，即不同批次之間產(chǎn)品質(zhì)量指標不波動。
[0039]4、碳化反應(yīng)釜采用特殊的攪拌裝置，三層槳葉特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計除了攪拌功能外，攪拌槳葉10還起著“壓氣”的作用，使CO2在液相的停留時間延長，有利于碳化反應(yīng)進行。攪拌槳葉11還具有“持氣”的作用，一方面使CO2在液相的停留時間延長，另一方面使CO2在液相分布更均勻。攪拌槳葉13的高剪切作用可以使進入碳化塔的窯氣中的CO2氣體被快速、均勻地分散開，同時避免了石灰乳中Ca (OH)2顆粒下沉或被CaCO3包裹，造成碳酸鈣產(chǎn)品的“返堿”，PH值升高。攪拌槳葉產(chǎn)生的高剪切作用力還可以將生成的碳酸鈣粒子迅速分散開，避免了顆粒之間的團聚現(xiàn)象，使產(chǎn)品的分散性好，沉降體積增大，碳酸鈣顆粒的粒徑小且粒度分布窄。攪拌產(chǎn)生的高剪切作用力使氣液傳質(zhì)過程產(chǎn)生的大氣泡迅速破碎成小氣泡，增加了氣液接觸面積，使碳化過程窯氣的利用率提高，碳化時間縮短了 20— 40分鐘，產(chǎn)品質(zhì)量提高，窯氣壓縮機的電耗降低。
[0040]5、該工藝生產(chǎn)的沉淀碳酸鈣產(chǎn)品粒徑小(D50≈4μ )、白度高(≥94)、鎂含量低(MgO ≤ 0.5%)、且堿度低(ρΗ≤9)，除滿足橡膠、塑料、造紙、涂料等行業(yè)外，更適合于諸如塑鋼等對白度、鎂含量、堿度等有特殊要求的行業(yè)。
[0041]6、本工藝更加環(huán)保:窯氣凈化工序中脫硫塔添加了脫硫劑，減少了水循環(huán)量(3-5噸/噸碳酸鈣)，碳酸鈣母液經(jīng)過處理后既副產(chǎn)工業(yè)級碳酸鎂，又可以母液循環(huán)利用，不但節(jié)約用水，更重要的是減少了廢水排放。
[0042]7、本工藝中碳化塔進料(生漿)的濃度為10° Be'(氫氧化鈣質(zhì)量百分數(shù)為8%)時，碳化時間90分鐘，出碳化塔熟漿達到18° Be‘甚至更高。而傳統(tǒng)工藝碳化時間為120分鐘，但傳統(tǒng)工藝出碳化塔熟漿濃度為17° Be’，由于傳統(tǒng)工藝碳化時間多了 30分鐘，隨碳化尾氣帶走的水分相應(yīng)要多些，所以傳統(tǒng)工藝出碳化塔熟漿濃度應(yīng)該更高些。說明本工藝的產(chǎn)品分散性好，粒徑小，有效地避免了“生心”即被碳酸鈣包裹的氫氧化鈣存在，使得最終產(chǎn)品的堿度低(pH≤9)，而傳統(tǒng)產(chǎn)品的堿度高達pH=9 —10甚至更高；本工藝每塔碳化時間節(jié)約了 30分鐘，大大提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了窯氣壓縮機的電耗；本工藝碳化塔尾氣二氧化碳體積含量為6%，而傳統(tǒng)工藝為8 —12%，說明二氧化碳利用率明顯提高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]圖1為本發(fā)明降鎂增鈣的輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)工藝流程示意圖，其中:
[0044]101-脫硫塔，102-洗滌塔，103-氣液分離器，104-羅茨風機，105-碳化塔，106a, b, c, d-添加劑高位槽，107-熟漿池，108-熟漿泵，109-板框壓濾機，110-皮帶機，111-盤式干燥機，112-捏合機，113-預陳化池，114-預陳化池，115-動態(tài)陳化池，116-動態(tài)陳化池，117-生漿泵，118-生漿泵，119-生漿泵，120-生漿泵，121-母液池，122-母液泵，123-熱解塔，124-碳酸鎂沉降池，125-鎂漿池，126-鎂漿泵，127-板框壓濾機，128-皮帶機，129-清液池，130-清液泵，131-板框壓濾機，132-盤式干燥機
[0045]圖2為本發(fā)明中碳化塔105的攪拌器結(jié)構(gòu)示意圖，其中:
[0046]1.電機，2.減速器，3.聯(lián)軸器，4.機架，5.傳動軸，6.骨架油封，7.安裝底蓋，8.聯(lián)軸器，9.攪拌軸，10.攪拌槳葉，11.攪拌槳葉，12.中間軸承，13.攪拌槳葉
【具體實施方式】:
[0047]以下結(jié)合實例，對本發(fā)明做進一步的說明。下面的說明是以舉例的方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此。
[0048]本發(fā)明窯氣凈化采用脫硫塔串聯(lián)洗滌塔，兩個塔均采用創(chuàng)舉塔器公司的MP塔盤(ZL200910067917.2)并在脫硫塔中添加了脫硫劑。
[0049]實施例1:
[0050]本實施例的工藝流程為:
[0051]1)窯氣凈化工序
[0052]將石灰窯5產(chǎn)生的窯氣(見《無機鹽工藝學》，周有英.化工出版社，第168頁)通入脫硫塔101的下部，經(jīng)過脫硫的窯氣從脫硫塔101頂部流出，然后進入洗滌塔102的下部，再從洗滌塔102的頂部流出(此時窯氣的溫度降至40°C，CO2的體積含量為窯氣的30%)，進入氣液分離器103 ;經(jīng)汽液分離器103分離液滴后，窯氣由羅茨風機104送入碳化塔105的底部。
[0053]其中，脫硫塔中的液相為水，液相中含有質(zhì)量比1.5%的脫硫劑，脫硫劑的組成為CaO、CaCO3 和 MgO，其質(zhì)量比 CaO =CaCO3:MgO=l:1:0.5。
[0054]2)石灰乳預陳化+動態(tài)陳化工序
[0055]來自石灰乳泵30的石灰乳(見《無機鹽工藝學》，周有英.化工出版社，第168頁)進入第一預陳化池113陳化I一8小時，(一個班的產(chǎn)量，邊生產(chǎn)邊存放)，再由生漿泵117送入第二預陳化池114，陳化8小時。預陳化階段是為了保證氧化鈣水化反應(yīng)能充分地進行，使陳化后石灰乳的粒度更細、更均勻。然后由生漿泵118送入第一動態(tài)陳化池115，動態(tài)陳化8小時；再由生漿泵119送入第二動態(tài)陳化池116，動態(tài)陳化8小時，得到陳化后的石灰乳；所得石灰乳的粒度達到D5(l=2.2 μ ;其中，陳化后的石灰乳濃度為10° Be'(氫氧化鈣質(zhì)量百分數(shù)為8%)。
[0056]3)碳化工序
[0057]步驟2)中得到的陳化后的石灰乳通過生漿泵120送入碳化塔105的頂部，與羅茨風機104送來的窯氣中的CO2進行反應(yīng)，生成CaCO3和H2O,其中，摩爾比氫氧化鈣:二氧化碳=1:1.5 ;在碳化塔105中反應(yīng)開始時,首先通過添加劑高位槽106a、106b分別添加理論生成碳酸鈣質(zhì)量0.25 %的添加劑A聚丙烯酸鈉和理論生成碳酸鈣質(zhì)量0.3%的添加劑B檸檬酸酯，在45°C進行碳化反應(yīng)90分鐘，當漿液的pH值達到7.0時，繼續(xù)碳化20分鐘，然后將碳酸鈣漿液加熱至70°C時，再通過添加劑高位槽106c加入理論生成碳酸鈣質(zhì)量I %的增白劑(連二亞硫酸鈉)進行增白處理，攪拌60分鐘后，放入熟漿池107。
[0058]4)后處理工序
[0059]熟漿池107中的碳酸鈣漿液由熟漿泵108送入板框壓濾機109，脫水至濾餅含水量質(zhì)量質(zhì)量百分比為30%，濾餅由皮帶機110送入盤式干燥機111干燥至含水量質(zhì)量比小于0.5%，即得產(chǎn)品沉淀碳酸鈣。所得產(chǎn)品按國標GB/T19281-2003方法進行性能測試，結(jié)果見表1。
[0060]壓濾機109分離碳酸鈣后得到的母液流入母液池121，經(jīng)母液泵122送入熱解器123，通入1.5MPa蒸汽熱解后，放入沉降池124，加入固體質(zhì)量百分含量1.5%的高分子絮凝劑聚丙烯酰胺使其加速沉降后，上層清液放入清液池129，下層沉淀放入鎂漿池125，經(jīng)鎂漿泵126打入壓濾機127脫水至濾餅含水量35%，經(jīng)皮帶機128送入盤式干燥機132，干燥至含水量質(zhì)量比小于1%，得副產(chǎn)品工業(yè)級碳酸鎂，出壓濾機127的濾液流入清液池129，經(jīng)清液泵130打入壓濾機131，濾液返回消化工序化灰使用。壓濾機131的濾餅也經(jīng)皮帶機128送入盤式干燥機132。
[0061]所述的工序4)使用的壓濾機109、127、131均為聚丙烯高壓隔膜濾板(ZL01278300.5)并帶有洗滌功能。
[0062]所述的石灰石為乾昊鈣業(yè)的石灰石:質(zhì)量百分組成組成包括:碳酸鈣96.4%，氧化鎂1.4%,氧化鐵≤0.1%.ο
[0063]所述的增白劑是連二亞硫酸鈉。
[0064]所述的高分子絮凝具體為聚丙烯酰胺。
[0065]本實施例使用的碳化塔105，為常用碳化塔的改進，傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣多采用空塔鼓泡式碳化。本技術(shù)將常用碳化塔的攪拌軸上設(shè)置了三層結(jié)構(gòu)的攪拌槳葉(見圖2)。具體參數(shù)為:碳化塔高8米，直徑2.5米，攪拌電動機、減速器安裝在碳化塔頂部，攪拌軸插入碳化塔內(nèi)距離塔底0.65米，軸上三層槳葉之間的距離為2.4米，三層攪拌槳葉的位置分別為0.65米、3.05米、和 5.45米，三層槳葉直徑均為0.7—0.9米，液相高度6.5米。該攪拌結(jié)構(gòu)由山東歐邁機械制造有限公司生產(chǎn)。
[0066]三層槳葉的設(shè)置，通過攪拌使得窯氣迅速被打散成為小氣泡，有利于氣液傳質(zhì)，加速了 CO2的溶解過程。攪拌槳葉10還起著“壓氣”的作用，使CO2在液相的停留時間延長，有利于碳化反應(yīng)進行。攪拌槳葉11還具有“持氣”的作用，使CO2在液相停留時間更長、分布更均勻。攪拌槳葉13的高剪切力可以使進入碳化塔的CO2氣體被快速、均勻地分散開，同時避免石灰乳中Ca (OH)2顆粒下沉或被CaCO3包裹，造成碳酸鈣產(chǎn)品的“返堿”，pH值升聞。
[0067]本工藝生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)5萬噸輕質(zhì)碳酸鈣，進入系統(tǒng)的精漿(石灰乳)為64000kg/h，石灰乳濃度為10° Be ’ (氫氧化鈣質(zhì)量百分數(shù)為8%);窯氣7800NM3/h，C02含量體積百分數(shù)為30%，碳化尾氣CO2含量體積百分數(shù)為6% ；出碳化塔熟漿濃度為18 ° ，產(chǎn)品碳酸鈣為7000kg/h，其質(zhì)量指標測定結(jié)果詳見表1。
[0068]實施例2:
[0069]本實施例變化之處為:工序3)中添加的聚丙烯酸鈉的量改為碳酸鈣質(zhì)量的
0.2%,碳化反應(yīng)90分鐘至漿液的pH值達到7.0時，繼續(xù)碳化10分鐘；再加入碳酸鈣質(zhì)量2%的增白劑(連二亞硫酸鈉)進行增白處理(攪拌60分鐘)后，通過添加劑高位槽106d加入碳酸鈣質(zhì)量2%改性劑硬酯酸銨進行濕法改性(攪拌60分鐘)，再放入熟漿池，完成碳化工序；其他工藝步驟同
[0070]實施例1。
[0071]所得產(chǎn)品碳酸鈣的性能測試結(jié)果見表1。[0072]實施例3:
[0073]本實施例變化之處為:工序3)中分別添加理論生成碳酸鈣質(zhì)量0.3%的添加劑A聚丙烯酸鈉和添加劑B檸檬酸酯，碳化反應(yīng)90分鐘到漿液的pH值達到7.0時，繼續(xù)碳化30分鐘。加入碳酸鈣質(zhì)量2%的增白劑(連二亞硫酸鈉)進行增白處理(攪拌60分鐘)后，工序
4)中根據(jù)客戶需求，對產(chǎn)品進行干法改性:熟漿池107中的碳酸鈣漿液由熟漿泵108送入板框壓濾機109，脫水至濾餅含水量質(zhì)量質(zhì)量百分比為30%，濾餅由皮帶機110送入盤式干燥機111干燥至含水量質(zhì)量比小于0.5%后，再將碳酸鈣送入捏合機112中，加入改性劑硼酸酯偶聯(lián)劑(福建天寶塑膠有限公司生產(chǎn))，其添加量為碳酸鈣質(zhì)量的3%。其他工藝步驟同實施例1。[0074]所得產(chǎn)品碳酸鈣的性能測試結(jié)果見表1。
[0075]本工藝生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)5萬噸碳酸鈣，可根據(jù)用戶需求生產(chǎn)不改性、濕法改性或干法改性的沉淀碳酸鈣產(chǎn)品。由于本發(fā)明的生產(chǎn)工藝降低了產(chǎn)品的鎂含量和堿度，提高了產(chǎn)品的白度，并采用了特殊的改性劑，使產(chǎn)品不僅滿足橡膠、塑料、造紙、涂料等行業(yè)，更適合于塑鋼等對產(chǎn)品的堿度、鎂含量、白度等有特殊要求的行業(yè)。與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比:每噸產(chǎn)品增加效益200元左右，企業(yè)年效益可增加愈千萬元。
[0076]表1實施例1-3所得產(chǎn)品性能測試結(jié)果
[0077]
【權(quán)利要求】
1.一種降鎂增鈣的沉淀碳酸鈣生產(chǎn)工藝，其特征為包括以下步驟: 1)窯氣凈化工序 將石灰窯產(chǎn)生的窯氣通入脫硫塔的下部，經(jīng)過脫硫的窯氣從脫硫塔頂部流出，然后進入洗滌塔的下部，再從洗滌塔的頂部流出，此時窯氣的溫度降至30~50°C，C02的體積含量為窯氣的28~35%，然后進入氣液分離器；經(jīng)汽液分離器分離液滴后，窯氣由羅茨風機送入碳化塔的底部； 其中，脫硫塔中的液相為水，液相中含有質(zhì)量百分比為I~2%的脫硫劑； 2)石灰乳預陳化+動態(tài)陳化工序 來自石灰乳泵的石灰乳進入第一預陳化池陳化I~8小時，再送入第二預陳化池，陳化8~16小時后,然后送入第一動態(tài)陳化池,動態(tài)陳化8~16小時；再送入第二動態(tài)陳化池，動態(tài)陳化8~16小時，得到陳化后的石灰乳；所得石灰乳的粒度達到D5(l=2.2μ ;其中，陳化后的石灰乳中氫氧化?丐的質(zhì)量百分含量為7~14% ； 3)碳化工序 步驟2)中得到的陳化后的石灰乳通過泵送入碳化塔的頂部，與羅茨風機送來的窯氣中的CO2進行反應(yīng)，其中，物料配比為摩爾比氫氧化鈣:二氧化碳=1:1.2~2 ;在碳化塔中反應(yīng)開始時，首先分別添加理論生成碳酸鈣質(zhì)量0.1~0.3%的添加劑A聚丙烯酸鈉和添加劑B檸檬酸酯，在40~50°C進行碳化反應(yīng)，當漿液的pH值達到7.0時，繼續(xù)碳化10~30分鐘，然后將碳酸鈣漿液加熱至70~75°C時，進行以下兩種方法之一:方法一，加入理論生成碳酸鈣質(zhì)量I~3%的增白劑連二亞硫酸鈉進行增白處理，攪拌30— 60分鐘后，放入熟漿池；或者，方法二，加入 理論生成碳酸鈣質(zhì)量I~3%的增白劑連二亞硫酸鈉進行增白處理，攪拌30~60分鐘后，再加入理論生成碳酸鈣質(zhì)量I~3%改性劑硬脂酸銨進行濕法改性，攪拌30~60分鐘后，放入熟漿池； 4)后處理工序 為以下2種方法之一:方法1，將前述步驟3)碳化工序中方法一或方法二放入熟漿池中的碳酸鈣漿液送入第一板框壓濾機，脫水至濾餅含水量質(zhì)量百分比為28~35%，濾餅再送入盤式干燥機干燥至含水量質(zhì)量比小于1%，即得到產(chǎn)品沉淀碳酸鈣；或者，方法2，將前述步驟3)碳化工序中方法一放入熟漿池中的碳酸鈣漿液送入第一板框壓濾機，脫水至濾餅含水量質(zhì)量百分比為28~35%，濾餅再送入盤式干燥機干燥至含水量質(zhì)量比小于1%，再將碳酸鈣送入捏合機中，同時加入改性劑硼酸酯偶聯(lián)劑，其添加量為理論碳酸鈣質(zhì)量的3%，得到產(chǎn)品沉淀碳酸鈣； 其中上述過程中第一板框壓濾機分離碳酸鈣后得到的母液流入母液池，經(jīng)母液泵送入熱解器，通入1.5MPa蒸汽熱解后，放入沉降池，加入高分子絮凝劑，加入量為固體含量0.5~1.5%使其加速沉降，上層清液放入清液池，下層沉淀放入鎂漿池，經(jīng)鎂漿泵打入第二板框壓濾機脫水至濾餅含水量35~45%，經(jīng)皮帶機送入盤式干燥機，干燥至含水量質(zhì)量百分比小于2%，得副產(chǎn)品工業(yè)級碳酸鎂；出第二板框壓濾機的濾液流入清液池，清液池的清液經(jīng)清液泵送入第三板框壓濾機處理后返回消化工序化灰使用。
2.如權(quán)利要求1所述的降鎂增鈣的沉淀碳酸鈣生產(chǎn)工藝，其特征為所述的石灰石質(zhì)量百分組成組成包括:碳酸鈣96.4%,氧化鎂1.4%,氧化鐵< 0.1%。
3.如權(quán)利要求1所述的降鎂增鈣的沉淀碳酸鈣生產(chǎn)工藝，其特征為所述的脫硫劑的組成為 CaO, CaCO3 和 MgO，其質(zhì)量比 CaO =CaCO3:MgO=l:0.5 ~1:0.5 ~I。
4.如權(quán)利要求1所述的降鎂增鈣的沉淀碳酸鈣生產(chǎn)工藝，其特征為所述的工序3)中的高分子絮凝劑具體為聚丙烯酰胺。
5.如權(quán)利要求1所述的降鎂增鈣的沉淀碳酸鈣生產(chǎn)工藝，其特征為所述的工序3)中的濕法改性劑具體為硬酯酸銨，工序4)中的改性劑為硼酸酯偶聯(lián)劑。
6.如權(quán)利要求1所述的降鎂增鈣的沉淀碳酸鈣生產(chǎn)工藝，其特征為所述的工序3)使用的碳化塔，為常用碳化塔的改進，即攪拌軸安裝三層漿葉，碳化塔的主要參數(shù)包括:塔高8米，直徑2.5米，攪拌軸插入碳化塔內(nèi)距離塔底0.65米，三層攪拌槳葉的位置分別為0.65米、3.0 5米、和5.45米，三層槳葉直徑均為0.7—0.9米，液相高度6.5米。
【文檔編號】C01F11/18GK103880058SQ201410115013
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月26日
【發(fā)明者】胡琳娜, 何豫基, 張廣林, 解忠誠, 張東文, 費長榮, 趙朋偉 申請人:河北工業(yè)大學