[发明专利]方解石制备固体二氧化碳及金属钙的设备

说明书

技术领域

本发明涉及化学化合物的制备领域，更具体的涉及方解石制备固体二氧化碳及金属钙的设备。

背景技术

钙是我们非常熟悉的金属。钙是人体必需的元素。在工业上，金属钙的用途可以用作为还原剂，用来制备其他金属；用作脱水剂，制造无水酒精；在石油工业上，用作脱硫剂；在冶金工业上，用它去氧或去硫。除此以外钙的用途还有：1.在钢铁冶金行业中生产特种优质钢板时作为炉外精炼的添加剂，起到防止浇口堵塞、控制夹杂物形态、脱硫及改善钢水浇铸性能等重要作用；2.在蓄电池行业用于生产作为铅酸蓄电池负极板的铅钙合金；3.有色金属、稀土金属和难熔金属的冶炼中作为除氧或其他化学成分的还原剂；4.在医药行业中生产某些医药中间体时作为还原剂。

钙的制取方法有还原法、电解法、钙精炼三种。还原法是生产金属钙的主要方法。通常用石灰石为原料，经煅烧成氧化钙，以铝粉作还原剂。粉碎的氧化钙与铝粉按一定比例混合均匀，压制成块，在0.01真空和1050-1200℃温度下反应，生成钙蒸气和铝酸钙，还原出来的钙蒸气在750-400℃下结晶。结晶钙再在氩气保护下熔融铸锭，得到致密的钙锭。还原法生产钙的回收率一般在60%左右。较早的电解是接触法，因该法原料消耗大，金属钙在电解质中的溶解度高，电流效率低，产品质量差（含氯1%左右）等，后来改进为液体阴极法电解。钙精炼：工业钙再经高真空蒸馏处理可得高纯度钙。一般控制蒸馏温度为780-820℃，真空度1×10^-4。蒸馏处理对净化钙中氯化物效果较差，可在低于蒸馏温度时，添加氮化物，使之形成复盐。通过添加氮化物和真空蒸馏净化，钙中杂质元素氯、锰、铜、铁、硅、铝、镍等的总和可降到1000-100ppm，即得99.9%-99.99%的高纯度钙。

现有技术中生产二氧化碳和金属钙的方法，如中和反应化学方法萃取二氧化碳技术：开釆矿石→粗碎→细碎→磨粉→加盐酸中和→收集二氧化碳气体，化学反应式如下：CaCO₃+2HCl====CaCl₂+CO₂↑+H₂O；分解反应化学方法制取金属钙, 在催化剂的条件下CaCe₂分解得到金属钙，化学反应式如下： CaCl₂====Ca＋Cl₂↑；焙烧法氧化钙制法：CaCO₃和煤在焙烧的条件下，得到CaO和CO₂，化学反应式如下： CaCO₃＋煤=====CaO＋CO₂↑。

上述提及的二氧化碳，将二氧化碳低温冷却后得到固体二氧化碳，又称干冰，其使用范围广泛，在食品、卫生、工业、餐饮中有大量应用。主要有：1.干冰在食品制药的应用范围：可以成功去除烤箱中烘烤的残渣、胶状物质和油污以及未烘烤前的生鲜制品混合物。有效清结烤箱、混合搅拌设备、输送带、模制品、包装设备、炉架、炉盘、容器、辊轴、冷冻机内壁、饼干炉条等。干冰清洗的益处：排除有害化学药剂的使用，避免生产设备接触有害化学物和产生第二次垃圾；拟制或除掉沙门氏菌、利斯特菌等细菌，更彻底的消毒、洁净；排除水刀清洗对电子设备的损伤；最小程度的设备分解；降低停工时间。2.干冰在工业模具的应用范围：轮胎模具、橡胶模具、聚氨酯模、聚乙烯模、PET模具、泡沫模具、注塑模具、合金压铸模、铸造用热芯盒、冷芯盒，可清除余树脂、失效脱膜层、炭化膜剂、油污、打通排气孔，清洗后模具光亮如新。在线清洗，无需降温和拆卸模具，避免了化学清洗法对模具的腐蚀和损害、机械清洗法对模具的机械损伤及划伤，以及反复装卸导致模具精度下降等缺点。关键的是，可以免除拆卸模具及等待模具降温这两项最耗时间的步骤，这样均可以减少停工时间约80%-95%。干冰清洗益处：干冰清洗可以降低停工工时；减少设备损坏；极有效的清洗高温的设备；减少或降低溶剂的使用；改善工作人员的安全；增进保养效率；减少生产停工期、降低成本、提高生产效率。3.干冰在娱乐领域的应用范围：广泛用于舞台、剧场、影视、婚庆、庆典、晚会效果等制作放烟，如国家剧院的部分节目就是用干冰来制作效果的。

检索到以下关于干冰和金属钙的制备方法：