[发明专利]纳米氢氧化钙的干法制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米氢氧化钙的干法制备方法，具体为：氧化钙在活性消化剂的作用下干法制备纳米氧化钙与氢氧化钙中间体CaO_x(OH)_(2‑2x)后再用蒸汽转成氢氧化钙的方法。本发明通过控制石炭与含有水和羟基有机物混合的消化剂反应，制备具有流动性和高比表面的CaO_x(OH)_(2‑2x)粉末，CaO_x(OH)_(2‑2x)粉末再与蒸汽反应生成纳米氢氧化钙，纳米氢氧化钙可充分分散于水中形成氢氧化钙胶体，克服了氢氧化钙在水中溶解度低的缺陷，解决了硫酸法钛白粉生产废水处理时石炭用量过大和半干法烟气脱硫氢氧化钙在水中分散性差和利用率低的问题。

技术领域

本发明涉及氢氧化钙粉末生产领域，具体涉及低成本纳米氢氧化钙粉末的制备方法。

背景技术

氢氧化钙广泛用于半干法烟气脱硫方法和处理硫酸法钛白粉行业的废酸水。由于氢氧化钙在水中的溶解度太低(1.65g/l)，使氢氧化钙利用率偏低，而提高氢氧化钙在水中溶解度的有效解决办法便是将氢氧化钙低成本纳米化。

当前应用最广泛的半干法烟气脱硫方法是喷雾干燥脱硫技术，利用喷雾干燥的原理，将吸收剂氢氧化钙浆液雾化喷入吸收塔。在吸收塔内，吸收剂与烟气中的SO₂发生化学反应的同时，吸收烟气中的热量进行蒸发干燥，脱硫反应后的废渣以干态排出。半干法烟气脱硫技术的一个共同特点是将脱硫剂浆液雾化成一定粒径的浆滴(或利用雾化水捕捉脱硫剂颗粒形成的浆滴)，与烟气进行传热传质和物理化学反应，将SO₂以亚硫酸钙的形式固定在浆滴中，浆滴被加热干燥成粉末状后，随烟气进入除尘器。在低温下不存在O₂时，SO₂和Ca(OH)₂浆液发生反应：

Ca(OH)₂+SO₂→CaSO₃·0.5H₂O+0.5H₂O

随着蒸发的进行，反应可分如下几步进行：(1)、SO₂从气相向浆滴表面扩散；(2)、SO₂在浆滴表面被吸收；(3)、SO₂溶解形成H₂SO₃，H₂SO₃离解成HSO₃^-和SO₃^2-；(4)、各种形式的液相硫分向浆滴内部扩散；(5)、浆滴中Ca(OH)₂颗粒的溶解。

在以上各步反应中，SO₂传质扩散过程和Ca(OH)₂颗粒在液相中的溶解是控制整体反应速率的关键，而其他反应都可以认为是瞬间完成的。

硫酸法钛白粉行业均采用含钛物料与硫酸反应，硫酸为过程物质，起中介作用，除废酸浓缩、废酸浓缩一水硫酸亚铁、七水硫酸亚铁结晶三个环节可以回用或带走一部分硫酸外，其余硫酸绝大部分以游离硫酸和硫酸盐形式通过酸性废水、废酸进入污水处理站进行酸碱中和，最终以硫酸钙渣形式排出钛白粉生产体系。硫酸法钛白生产中，每生产1吨钛白粉就要产生绿矾3吨、酸性废渣0.5吨、浓度约为15～20％的废酸10吨、5％以下的酸性废水20吨。表1为硫酸法钛白生产企业石炭、石炭石单位消耗和石膏单位产量。

表1硫酸法钛白生产石炭、石炭石单位消耗和石膏单位产量