Способ получения окиси кальция

Способ получения окиси кальция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистичесиих

Респубпин

<и>1000400 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 100281 (21) 3282789/23-26 (У } М. gg.з

С 01 F l l/06 с.присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 280,83, Бюллетень ¹ 8 (53}УДК 661 842. . 2 (088.8) Дата опубликования описания 280 83. г-В. П. Шапорев, A.Ô. Долкарт, S. Е.;.фальшИн.т

М. Е. Горелик и В. М. фут. С

1„"э (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

:(54) СПОСОВ, ПОЛУЧЕНИЯ ОКИСИ КЛЛЬЦИЯ

Изобретение относится к способам получения окиси кальция, используемой в качестве наполнителя резин, каучуков и являющейся полуфабрикатом для производства высокодиаперсной гидроокиси кальция и-других целей, и может найти применение в химической промышленности.

Известен способ получения окисикальция путем обжига порошкообразного известняка. Последний получают многократным дроблением и-помолом исходного кускового известняка; на последней стадии известняк измельчают и одновременно подсушивают в быстроходной молотковой мельнице. Если известняк имеет исходную влажность

75-6%, то перед поступлением в мель. ницу на последней стадии помола его ,высушивают в специальной сушильной установке. После помола известняк классифицируют на фракции размером более и.менее 2,5 мм .и обжигают при скорости нагрева порядка 15 С/мин в течение 1 5 ч; Температура обжига

1050-1150 С. Выход продукта 80%.

Этот способ сложен, хотя окись кальция получают сравнительно одно родной и стабильной по составу и удельной поверхности., 1ак, содержа1 ние СаО в в продукте 96,0-96,2%, ос,таток на сите (отверстием 60 мкм), 5-8В, удельная поверхность 15-18 м/г.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения высокодисперсной окиси кальция, заключающийся в том, что химически осажденный мел или природные рыхлые чистые мела влажностью 7-12% обжигают во вращаю" щейся печи при температуре газовой среды в начале зоны обжига 11401160 С и удельном расходе условного топлива 420-450 кг/т Сао, разрежении

0,5-1 мм вод. ст. Скорость нагрева материала до 1100оС 10-12 С/мин., а время пребывания в горячей зоне

60 мин. Продукт обжига размалывают в вибромельнице, работающей в замкнутом цикле, и классифицируют. В результате получают окись кальция с содержанием Са0 93-94%, остатком на сите (отверстием 60 мкм)0,20-5,0%, величиной удельной поверхности 25-30 юг.

Пылеунос.иэ печи составляет 12-15%.

Выход готового продукта 81-84t.

Недостатками способа являются низкие содержание оснфвного вещества в ,продукте, удельная поверхность и вы- ход продукта.

1000400

Повышение температуры обжига до

125(Й с целью увеличения содержания окиси кальция в продукте не только снижает и так достаточно низкий выход продукта н,. результате высокого пылеуноса, достигающего 20-28%, но и ухудшает показатели по дисперсности продукта (остаток на сите, с отверстием 60 мкм достигает 10%) и его удельной поверхности, снижающейся до

10-15 Qr. 10

Цель изобретения — повышение содержания основного вещества в продух. те, удельной поверхности и выхода продукта. 15

Поставленная цель достигается согласно способу получения окиси каль- торые препятствуют агломерации микрочастиц СаО и делают продукт помола шелковистым, текучим с углом естественного откоса, близким к нулю. Последнее улучшает процесс рассена СаО

60 и увеличивает пробег сеток на ситах.

Такая структура материала очень благоприятна при его использовании н различных композициях резинотехничес- 65 ция, включающему обжиг сырья, содер" жащего карбонат кальция, в присутствии фосфатов щелочных или щелочноземельных металлов и/или карбонатон щелочных металлов или магния, взятых н количестве 0,05-1% мас.%, при разрежении, помол продукта обжига и последующую его классификацию.

Обжиг сырья ведут при скорости нагрева последнего, равной 20-80С/мин и разрежении 2-15 мм нод. ст.

Введение добавок карбонатон щелочных или щелочноземельных металлов, например Иа СО, К СОЗ, NaHCCb, MgCO З0

Mg (НСО ) или добавок фосфатов щелочных илй щелочноземельных металлов, например Са (Н РО4 ) Н О, Са (РО4. Q, KPO+ 2Н2 О, Ба4Р О, или смеси карбонатон и фосфатов щелочных 35 или щелочноземельных металлов оказывает пластифицирующее и упрочняющее действие, способствуя самогранулированию карбонатного сырья и упрочнению гранул при их обжиге, тем самым 40 повышая их термостойкость в процессе нагревания. Упрочняющее действие добавок карбонатов и/или фосфатов обязано созданию кристаллизационной структуры н порах гранулы, которая .45 (структура) и десятки раз повышает . адгезионные свойства частиц. установлено, что добавка в количестве менее

0,05% не приводит к достижению желаемого эффекта, выше 1% концентрация добавок нецелесообразна, так как эффект от ее влияния не унеличинается.

Кроме того, добавки карбонатов и/или фосфатов оказывают благоприятное действие и после стадии обжига при помоле продукта. В особенности такое влияние оказывают фосфаты, коких иэделий. Указанные добавки бла,гоприятно сказываются и на процессе гидратации окиси кальция, используе-. мой в качестве исходного продукта в процессе гидратации. Добавки способствуют ранномерному теплоныделению в процессе гидратации и, тем самым, получению гидроокиси кальция с более тонкой структурой..

При введении указанных добавок происходит самогранулиронание продук. та в процессе сушки и обжига. Из печи выходят гранулы размером 1-25 мм.

Электроннографические и микроскопические исследования гранул показали, что они состоят из мельчайших крис)таллов СаО и при раздавлинании гранул легко разрушаются на множество ука;занных кристаллитов.Это свидетельствует о том, что добавки в продукте поОле обжига как бы легкой спайкой мельчайших кристаллов, что позволяет уменьшить потери продуКта и сырья с пылеуносом до 2-3%, т. е. н 3-5 раэ против прототипа. Другой эффект, который проявился при самогранулировании, резкое снижение расхода условного топлива на получение 1 т СаО.

Расход условного топлива снизился н

1,5-1,8 раза в сравнении с прототипом. Это объясняется улучшением условий теплопередачи при обжиге материала в гранулированном виде, а также повышением степени обжига без увеличения температуры.

Существенное влияние на величину удельной поверхности продукта обжига, активность и на весь процесс в целому оказывает скорость подъема температуры в печи. Увеличение скорости нагрена материала стало возможным благодаря введению добавок, карбонатон или фосфатов, что исключило диффузионные торможения процесса. При увеличении скорости нагрева при одинаковой температуре обжига достигается увеличение степени разложения материала, что приводит к увеличению содержания основного вещества и, вследствие этого, к повышенному выходу готового продукта, а также увеличению удельной поверхности полученной окиси кальция (последняя величина пропорциональна скорости нагрева) .

При скорости нагрева обжигаемого сырья менее 20 С/мин скорость разложения карбоната кальция мала, требуется очень длительное время (до 68 ч) пребывания сырья в печи, вследствие чего происходит очень плотное спекание гранул и даже их опланление в результате разложения щелочных добавок. Это ухудшает качество продукта и требует больших расходов топлива., С увеличением скорости нагрева проявляются все вышеотмеченные положительные качества. Однако увеличение

1000400 скорости нагрева сырья свыше ВО С/мин ния шихта поступает во вращаащуюся нецелесообразно, так как не приводит печь, где ее нагревают со скоростью к увеличению достигнутого эффекта. при разрежении 15 мм вод. ст. При

Полезно также вести процесс под выходе продукта из печи его охлаждаразрежением 2-15 мм вод. ст. Это спо- ют в барабанном холодильнике и подсобствует равномерному отсосу паров 5 вергают раэмолу. Перед подачей на воды иэ реакционной зоны, что в ко- размол целевой продукт, выходящий из нечном счете приводит к уменьшению печи, имеет следующий фракционный соспроцессов спекания, увеличению удель- тав, %: 15-20 мм 17, 10-15 мм 30, ной поверхности продукта. Кроме того, .5-10 мм 10,7, 2,5-5 мм 12,3, 2,5-1 мм это позволяет снизить парциальное 10 20, менее 1 мм 10. Пылеунос из печи давление СО, что также интенсифици- составляе .3,5%, расход условного рует процесс. Разрежение выше 15 мм топлива 220 кг/т Сао. После помолаприводит к неэкономичному испольэова- продукт имеет следующие показатели: нию тепла, ниже 2 мм — уменьшает эф- содержание СаО 96,8%, остаток на сифект понижения парциального давления 5. те (отверстием 60 мкм) 0,08%, удельСО, а следовательно, уменьшается ная поверхность 55 м /г. Выход готоудельная поверхность продукта. вогр продукта 95,8%.

Способ осуществляют следующим об-, Пример 3. Карбонатное сырье разом.

Карбонатное сырье и обавки ка бо. с основной фРакцией 2-150 мкм и сО4 О О

@елочноземельных металлов (0 05 1%) СаО 55,0, СО 2,2, S q 0 2, Ну загружают в смеситель непрерывного 22,8 .(сверх 100%) в количестве действия. Шихту подают в печь (вра- 1000 кг подают в смеситель, куда до щающуюся полочную со стационарным зируют 0,5% Са (РО4.) (составляет

I I

25 слоем и т.п.) и обжигают при 880-,3 9. кг) и 0,5 Na (составляет

1250 С со скоростью нагрева обжигае- 3 9 кг) . После перемешивания шихту мого материала в указанном интервале подают во вращающуюся печь и нагреваd

I о о

20-80 С/мин при разрежении 2-15 мм ют со скоростью 38 С/мин до 1200 С, вод. ст. Полученную окись кальция Время обжига составляет 40 мин, раэразмалывают и классифицируют. З0 режение 2 мм вод. ст. При выходе маП р и,м е р 1. Карбонатное сырье териала из печи его охлаждают в бара-. с основной фракцией 2-40 мкм и содер- банном холодильнике и.размалывают. жанием основных компонентов, %: Перед подачей на размол окись кальСаО 54,97; СО 42,9; S04 0,3, H О ция, выходящая из печи, имеет следую32,77 (сверх 100%) в количестве 35 щий фракционный состав, %: 15-20 мм

l000 êã подают в смеситель, куда до- 35> 10-15 мм 40, 5-10 мм 11,4, 2,5зируют 0,05% Иа2 СО (по отношению к 5 мм 12,6, менее 2,5 мм 1.,Пылеунос

CACO>) что -составляет 0,64 кг. Пос- составляет 1,8%, расход условного ле перемешивания шихту подают в ме- топлива 302 кг/т СаО. После помола ханическую полочную печь и нагревают 40 продукт имеет следующие показатели до 1150ОC со скоростью. 20 С/мин. Вре- содержание СаО 97,5%, остаток на симя пребывания шихты в печи 50-52 мин, те (отверстием 60 мкм) 0,08%, удельразрежение 10 мм вод.ст. При выходе ная поверхность 45 м /r. Выход готопродукта иэ печи его охлаждают в ба- .вого продукта 96,5%.

1 рабанном холодильнике и подвергают 45 размолу. Перед подачей на размол Пример 4, Карбонатное сырье окись кальция, выходящая иэ печи, име-,фракцией 7-100 мкм и содержанием осет следующий фракционный состав, %: новных компонентов, %: СаО 55, СО

10-15 мм, 49, 5-10 мм 20,6, 2,5- 42,2, SO4 0,32, Н2О 10 (сверх 100%)

5 мм 13,4, 2,5-1 мм 15, менее 1 мм 2. 50 .в количестве 1000 кг подают в смесиПылеунос из печи составляет 3%, тель, куда дозируют 0,3% MgCOg (сосрасход условного топлива 286 кг/т тавляет 2,7 кг), 0,3% СаН РО (составСаО. После помола продукт имеет сле-, ляет 2,7 кг). После перемешивания дующие показатели: содержание СаО .шихта поступает в печь пульсирукщего

97,1%, остаток на сите (отверстием слоя, где ее нагревают со скоростью

60 мкм) 0,109%, удельная поверхность ВО С/мин до 1200ОС. Время обжига сос43,5 м /г. Выход готового продукта тавляет 20 мин, разрежение 12 мм вод.

94,8% ° ст. При выходе продукта из печи его

Пример 2. Еарбонатное сырье охлаждают в холодильнике и подвергас.основной фракцией 2-40 мкм и содер- .ют помолу. Перед подачей на размол жанием основных компонентов, %: СаО 0 окись кальция, выходящая из печи, 54, 97, СО 42, 9, ЯО4, О, 14, н О 32, 77 имеет следующий фракционный состав, % (сверх 100%) в количестве 1000 кг по- 15-20 мм 40, 10-15 мм 32, 5-10 мм 20, дают в смеситель, куда дозируют 1% 2,5-5 мм 5, менее 2,5 мм 3., Пылеунос

Na

(по отношению к СаСО3), что составляет 1,5%, расход топлива . составляет 6,4 кг..После перемешива- ф5 220 кг/т СаО. После помола продукт! 000400

Таким образом, технико-экономичес кое преимущество предлагаемого спосо, ба по сравнению с известным состоит .

,в повышении содержания основного вещества в продукте на 3,5-5%; снижении остатка на сите с отверстием

60 мкм на 0,1-5%,увеличении удельной поверхности продукта на 18-30 м /г,повы-.— шении выхода готового продукта на 12-15%. имеет следующие, показатели: содержа« ние СаО 98,3%, остаток на сите (отверстием 60 MKM) 0,07%, удельная поверхность 38 м /г. Выход готового. продукта 97,8%.

В таблице представлено обоснование оптимальности заявленных параметров процесса.

Скорость нагрева, С/мин

Содержание основ» ного вещест ва (СаО), %

-.Добавка, мас. %

Удельная поверхность, . м /г

Ра зрежение, мм вод.ст

Выход готового продукта, %

Прототип

10-12 0,5-1

93-94 20-22

В1-84

Предлагаемый

0,05 Na CO.

94,8

97,1

43,5

96,8

95,8

35

1.Na Р О

О,5 Са (РО4.)

0,5 ха,2Со

96,5

97,5

97,8

О 3 Марсо .0,3 СаН РО4

0,03 Na, СО8

98,3

80

82,2

85,8

95,1

О, 04 СаН РО

94,9

94,6

94,6

1,4 На СО

93,9 40,0

1,2 Са (Р04)

95,8

94,9

0,6 Иа СО .0,7 саз (РО4)

39,8

94,8

34 86,5

0„5 И Соз

0,5 N (О

30,5

95,6

96,8

26

95,2

95,0

0,7 Са (РО,„)

О, 7 Са, (.РО4 )

96,5

87,6

Формула изобретения ;продукта, обжиг .сырья ведут в присут. . 35iствии фосфатов щелочных или щелочно1. Способ получения окиси кальция, земельных металлов и/или карбонатов включающий обжиг. сырья, содержащего щелочных металлов или магния, взятых карбонат кальция, при разрежении, по-,в количестве 0,05-1. мас.%. мол продукта обжига и последующую его . 2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю" классификацию,. о т л и ч а ю щ и й- ;Q) .щ и и с.я тем, что обжиг сырья вес я тем, что с целью повьпаения со- . дут при скорости нагрева последнего, держания основного вещества в продук равной 20 800 С мин, и разрежении те, удельной поверхности и выхода 2-15 мм вод. ст.

ВНИИПИ Заказ 1264/21 Тираж 469 Подписное .

Филиал ППП "Патент,г.ужгород,ул.Проектная,