一種制取微粉級輕質碳酸鈣的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及的技術領域是利用化工生產中副產氯化鈣溶液與含碳酸鈉溶液混合，利用一定的反應條件控制氯化鈣與碳酸鈉反應，制取微粉級輕質碳酸鈣。
【背景技術】
[0002]目前行業中微粉級輕質碳酸鈣的生產方法主要采用碳化法。將石灰石等原料煅燒生成石灰(主要成份為氧化鈣)和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳(主要成份為氫氧化鈣)，然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸鈣沉淀，最后碳酸鈣沉淀經脫水、干燥和粉碎便制得輕質碳酸鈣。
[0003]上述方法主要存在以下缺點:
[0004]1、生產工藝流程較長，生產成本相對較高；
[0005]2、產品質量波動較大，而且雜質含量較高；
[0006]在化工生產過程中，有很多副產的氯化鈣需要處理，也有很多含碳酸鈉的溶液要去除其中的碳酸鈉，本發明的目的在于利用兩種物料反應，生成碳酸鈣，不僅可以去除溶液中碳酸鈉，而且消耗大量的氯化鈣，低成本的制取微粉級輕質碳酸鈣。
【發明內容】
[0007]為了實現上述目的，本發明的第一技術方案是一種制取微粉級輕質碳酸鈣的方法，其特征在于，以化工生產中副產物的氯化鈣溶液與含碳酸鈉溶液為原料制取，包括以下步驟，
[0008]步驟一:取樣測出含碳酸鈉溶液中碳酸鈉的濃度和副產物中氯化鈣濃度，并根據所需處理的含碳酸鈉溶液的體積計算出含有的碳酸鈉總量及所需氯化鈣總量；
[0009]步驟二:向含碳酸鈉溶液中加入所述副產物，并使氯化鈣與碳酸鈉的摩爾比為0.7?1.4:1；
[0010]步驟三:在反應器中攪拌轉速控制在40?500轉/分鐘，使氯化鈣與碳酸鈉充分反應；
[0011]步驟四:對反應后的產物進行固液分離，得到微粉級輕質碳酸鈣。
[0012]第二技術方案基于第一技術方案，其特征在于，所述含碳酸鈉溶液中碳酸鈉為需去除的雜質。
[0013]第三技術方案基于第一或第二技術方案，其特征在于，所述步驟一中，首先取出一定體積的含碳酸鈉溶液，向含碳酸鈉溶液中緩慢加入檢測用的氯化鈣溶液或氯化鈣固體直至含碳酸鈉溶液中不再有沉淀析出，生成的沉淀經過洗滌干燥后稱重得到質量，根據沉淀的質量以及取樣的體積換算出含碳酸鈉溶液中的碳酸鈉的濃度含量。
[0014]第四技術方案基于第第一或第二技術方案，其特征在于，所述步驟三中控制充分反應的時間為8?60分鐘。
[0015]第五技術方案基于第一或第二技術方案，其特征在于，步驟四中，對分離出的料漿采用離心機進行處理以減少料漿中固體所夾帶的母液。
【附圖說明】
[0016]通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優選實施方式的目的，而并不認為是對本發明的限制。
[0017]圖1示出了本發明實施方式的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0018]本發明提供了許多可應用的創造性概念，該創造性概念可大量的體現于具體的上下文中。在下述本發明的實施方式中描述的具體的實施例僅作為本發明的【具體實施方式】的示例性說明，而不構成對本發明范圍的限制。
[0019]下面結合附圖和具體的實施方式對本發明作進一步的描述。
[0020]在本實施方式中原料為化工生產中副產的氯化鈣溶液與含碳酸鈉溶液，含碳酸鈉溶液為各種不含有會與氯化鈣發生化學反應的溶液，在本實施方式中，含碳酸鈉溶液中的碳酸鈉為需去除的物質。利用氯化鈣與碳酸鈉的化學反應，達到去除碳酸鈉的目的，同時制備優質微粉級輕質碳酸鈣(產品粒度0.5?5μπι)。
[0021]經過發明人的試驗摸索，利用化工生產中副產的氯化鈣溶液與含碳酸鈉溶液混合后，氯化鈣與溶液中碳酸鈉發生置換反應的原理，通過控制反應條件能夠生產優質微粉級輕質碳酸鈣。
[0022]圖1是本實施方式的工藝流程圖。
[0023]步驟一:取樣測出含碳酸鈉溶液中碳酸鈉的濃度和副產物中氯化鈣濃度，并根據所需處理的含碳酸鈉溶液(原溶液)的體積計算出含有的碳酸鈉總量及所需氯化鈣總量；
[0024]步驟二:向含碳酸鈉溶液中加入副產的氯化鈣溶液，并使氯化鈣與碳酸鈉的摩爾比為0.7?1.4:1，如將含碳酸鈉溶液I和副產的氯化鈣溶液2投入到反應器3中混合；
[0025]步驟三:在反應器3中攪拌，轉速控制在40?500轉/分鐘，使氯化鈣與碳酸鈉充分反應；
[0026]步驟四:用過濾機4對反應后的產物(料漿)進行固液分離，得到微粉級輕質碳酸鈣5。
[0027]其中，所述步驟一取樣測定原溶液中碳酸鈉濃度的方法的具體過程為:首先取出一定體積的含碳酸鈉溶液，向含碳酸鈉溶液中緩慢加入檢測用的氯化鈣溶液或氯化鈣固體直至含碳酸鈉溶液中不再有沉淀析出，生成的沉淀經過洗滌干燥后稱重得到質量，根據沉淀的質量以及取樣的體積換算出原溶液中的碳酸鈉的濃度含量。
[0028]其中，所述步驟三中控制充分反應的時間為8?60分鐘。
[0029]進一步地，步驟四中，還可對分離出的料漿采用離心機進行處理以減少料漿中固體所夾帶的母液。
[0030]進一步地，經步驟四分離出的液體因碳酸鈉基本去除完畢，使其進入下一生產工序(下步工序)6。
[0031 ]本實施方式中，反應器為普通反應釜，反應釜尺寸可根據產量確定。反應釜配普通推進式攪拌，攪拌尺寸可根據反應釜尺寸進行確定;轉速根據產品粒度要求進行確定;制備微粉級輕質碳酸I丐，轉速控制范圍40?500r/min。進料時先向反應Il中加入一定量的含碳酸鈉溶液(碳酸鈉濃度50?200g/l)，開啟攪拌后再向釜中加副產的氯化鈣溶液。
[0032]氯化鈣濃度控制30%?55%左右(不僅可減少對含碳酸鈉溶液的稀釋作用，而且為反應的最佳濃度)，每10分鐘進料速度為含碳酸鈉溶液量的15 %?30 %，氯化鈣與碳酸鈉的摩爾比為0.7?1.4:1。
[0033]氯化鈣溶液加入完成后，為了保證反應充分和生成的碳酸鈣晶體均勻要控制反應時間，優選的反應時間為8?60分鐘，具體反應時間需根據粗水合肼中碳酸鈉含量來定。
[0034]在本實施方式中，因反應過程是放熱反應，所述反應過程液體有升溫。
[0035]通過對碳酸鈣的檢測，由本實施方式的方法制取的碳酸鈣產品粒度為0.5?5μπι，達到優質微粉級輕質碳酸鈣的級別。
[0036]相對于現有技術，本發明所述的方法具有以下優勢:
[0037]1.本發明采用化學方法除去溶液中的碳酸鈉，因為是沉淀反應，所以碳酸鈉去除效率和效果都很好；
[0038]2.使副產的氯化鈣轉化成附加值較高的鈣產品，節省了氯化鈣的處理投入，而且增加了經濟產值；
[0039]3.相對于傳統生產微粉級輕質碳酸鈣方法其工藝路線縮短了，因此成本投入也減少了。且具體的工藝操作也簡單化，因此從總體上大大縮減了工藝的耗時，提高了處理效率。
[0040]4.采用本發明提供的化學方法處理得到的固體產物碳酸鈣的純度較高，產品粒度較細，達到微粉級輕質碳酸鈣級別，可用于外售，進一步提高了本發明的經濟效益；
[0041]綜上，本發明相對于傳統方法，工藝效率和經濟效益都有了明顯的提升。
[0042]傳統輕質碳酸鈣生產工藝是將石灰石等原料煅燒生成石灰(主要成分為氧化鈣)和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳(主要成分為氫氧化鈣)，然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸鈣沉淀，最后經脫水、干燥和粉碎而制得，或者先用碳酸鈉和氯化鈣進行復分解反應生成碳酸鈣沉淀，然后經脫水、干燥和粉碎而制得。與傳統工藝相比，此工藝技術有以下特點:
[0043]1.本發明實現一步法生產輕質碳酸鈣，工藝路線短，生產投入和運行費用低；
[0044]2.本發明利用化工生產中副產的氯化鈣為原料，生產高品質輕質碳酸鈣，經濟性較高；
[0045]3.產生的碳酸鈣經過濾、洗滌后純度可以達到97%以上(相較傳統工藝，產品純度高，其他金屬雜質少，質量穩定)，一次產品粒度達到0.5?5μπι，完全達到輕質碳酸鈣產品要求，產品經濟價值較高；
[0046]4.本發明工藝過程實現一步法去除粗溶液中碳酸鈉，沉淀反應使碳酸鈉經過這一步就可完全去除。不僅生產過程工藝路線較短，而且投入少。
[0047]由本發明的實施方式可知，整個工藝過程減少從碳酸鈉溶液中去除碳酸鈉、處理氯化鈣的能量消耗及投入費用，生產具有較高附加值產品，是更加符合經濟性、合理性的工藝技術。同時制備的微粉級碳酸鈉具有成本低，雜質少的優點。
【主權項】
1.一種制取微粉級輕質碳酸鈣的方法，其特征在于，以化工生產中副產物的氯化鈣溶液與含碳酸鈉溶液為原料制取，包括以下步驟， 步驟一:取樣測出含碳酸鈉溶液中碳酸鈉的濃度和副產物中氯化鈣濃度，并根據所需處理的含碳酸鈉溶液的體積計算出含有的碳酸鈉總量及所需氯化鈣總量； 步驟二:向含碳酸鈉溶液中加入所述副產物，并使氯化鈣與碳酸鈉的摩爾比為0.7?1.4:1； 步驟三:在反應器中攪拌轉速控制在40?500轉/分鐘，使氯化鈣與碳酸鈉充分反應； 步驟四:對反應后的產物進行固液分離，得到微粉級輕質碳酸鈣。2.根據權利要求1記載的制取微粉級輕質碳酸鈣的方法，其特征在于，所述含碳酸鈉溶液中碳酸納為需去除的雜質。3.根據權利要求1至2中任一項記載的制取微粉級輕質碳酸鈣的方法，其特征在于，所述步驟一中，首先取出一定體積的含碳酸鈉溶液，向含碳酸鈉溶液中緩慢加入檢測用的氯化鈣溶液或氯化鈣固體直至含碳酸鈉溶液中不再有沉淀析出，生成的沉淀經過洗滌干燥后稱重得到質量，根據沉淀的質量以及取樣的體積換算出含碳酸鈉溶液中的碳酸鈉的濃度含量。4.根據權利要求1至2中任一項記載的制取微粉級輕質碳酸鈣的方法，其特征在于，所述步驟三中控制充分反應的時間為8?60分鐘。5.根據權利要求1至2中任一項記載的制取微粉級輕質碳酸鈣的方法，其特征在于，步驟四中，對分離出的料漿采用離心機進行處理以減少料漿中固體所夾帶的母液。
【專利摘要】本發明公開一種制取微粉級輕質碳酸鈣的方法。其特征在于，以化工生產中副產物的氯化鈣溶液與含碳酸鈉溶液為原料制取，包括以下步驟，步驟一：取樣測出含碳酸鈉溶液中碳酸鈉的濃度和副產物中氯化鈣濃度，并根據所需處理的含碳酸鈉溶液的體積計算出含有的碳酸鈉總量及所需氯化鈣總量；步驟二：向含碳酸鈉溶液中加入所述副產物，并使氯化鈣與碳酸鈉的摩爾比為0.7～1.4：1；步驟三：在反應器中攪拌轉速控制在40～500轉/分鐘，使氯化鈣與碳酸鈉充分反應；步驟四：對反應后的產物進行固液分離，得到微粉級輕質碳酸鈣。
【IPC分類】C01F11/18
【公開號】CN105645451
【申請號】
【發明人】于雪峰, 師敏, 王石軍, 王元福, 王樹龍, 靳瑩皓, 馬光明, 史忠錄, 蔣中華, 包玉存, 傅鈴麟, 余明祥, 周強
【申請人】青海鹽湖工業股份有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年2月25日