氫氧化鈣加工過(guò)程：

涉及一種通過(guò)熟化細(xì)碎或磨碎的軟燒石灰來(lái)生產(chǎn)干氫氧化鈣的方法，其中石灰與由水和反應(yīng)延遲有機(jī)溶劑組成的熟化液體強(qiáng)烈且均勻地混合。盡管石灰消解和石灰燃燒的過(guò)程眾所周知并被廣泛使用，但所涉及的基本機(jī)制的細(xì)節(jié)仍然不完全清楚。眾所周知，熟化速度主要取決于生石灰的狀況。一方面，由于微晶變得更粗大，高度燃燒降低了熟化速率，導(dǎo)致比表面積和孔隙率降低。通常，這些變化與干法熟化過(guò)程導(dǎo)致的氫氧化鈣比表面積的不希望減少有關(guān)另一方面，較低的燃燒溫度會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的高消解速率和更大的比表面積。隨著更快速的熟化反應(yīng)出現(xiàn)的更高溫度甚至更多地加速熟化過(guò)程并且可能是不希望的、更顯著的初級(jí)顆粒團(tuán)聚的原因。在工業(yè)過(guò)程中，由于團(tuán)聚而形成的所謂砂粒必須通過(guò)篩分或篩分與更需要的反應(yīng)產(chǎn)物分離。當(dāng)前生產(chǎn)操作中獲得的氫氧化鈣是幾個(gè)重疊反應(yīng)的結(jié)果。A. Backman ("Zement-Kalk-Gips" 9, (1956), pp. 262-275) 區(qū)分了不同的連續(xù)階段：吸水、中間產(chǎn)物的形成、加合物根據(jù)反應(yīng)生成氫氧化物的反應(yīng)CaO.2H.sub.2O→Ca(OH).sub.2 +H.sub.2 O+64.8 kJ/mol，終極產(chǎn)品的絮凝或附聚形成。在上述反應(yīng)過(guò)程中，初始混合物從開(kāi)始的水懸浮液通過(guò)固相，結(jié)尾分解形成細(xì)碎的終產(chǎn)物。

這種熟化反應(yīng)過(guò)程只能在使用較硬的生石灰時(shí)觀察到，尤其是在間歇操作中。各個(gè)階段的時(shí)間非常短，無(wú)法以更高的吞吐率在大規(guī)模工業(yè)規(guī)模上進(jìn)行分離。這尤其適用于主要使用軟生石灰質(zhì)量的當(dāng)前操作。在這樣的操作中，熟化階段幾乎同時(shí)發(fā)生，一個(gè)接一個(gè)或并行發(fā)生，這意味著即使大型工業(yè)設(shè)備可能設(shè)計(jì)為多個(gè)階段，也不能影響或控制反應(yīng)。這也與反應(yīng)沒(méi)有被蒸發(fā)的水減慢，而是被加速的事實(shí)有關(guān)。通常，在傳統(tǒng)設(shè)備中處理具有特別高反應(yīng)活性的石灰時(shí)，甚至在熟化水均勻混合到混合物中之前，水合物的形成就開(kāi)始了，結(jié)果是生石灰和水的混合物中的溫度升高待反應(yīng)非常不均勻，并且在個(gè)別點(diǎn)可能大大超過(guò)所需的溫度范圍。同時(shí)，蒸汽的形成導(dǎo)致蒸汽消解，這對(duì)結(jié)果具有不利影響，因?yàn)橛纱诵纬煞磻?yīng)性降低的氫氧化鈣。盡管工業(yè)石灰熟化設(shè)備是為“多個(gè)階段”設(shè)計(jì)的，因此無(wú)法利用精確反應(yīng)控制的優(yōu)勢(shì)，但無(wú)法將各個(gè)階段分開(kāi)并優(yōu)化執(zhí)行。

此外，眾所周知，通過(guò)向消解水中加入有機(jī)溶劑可以延緩反應(yīng)速度。特別合適的是醇，例如甲醇、乙醇、丙醇和丁醇，以及酮、醚和醛。然而，迄今為止，使用有機(jī)溶劑來(lái)調(diào)節(jié)熟化速率的加速僅在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模上完成。根據(jù) Backman 的說(shuō)法，鑒于在工業(yè)規(guī)模上需要大量支出，通常認(rèn)為必須忽略使用有機(jī)溶劑進(jìn)行的熟化過(guò)程。因此，沒(méi)有其他公開(kāi)的數(shù)據(jù)表明如何設(shè)計(jì)這種工藝以用于工業(yè)開(kāi)發(fā)。研發(fā)的一個(gè)目的是通過(guò)在時(shí)間和空間方面的分離來(lái)控制石灰干法熟化中的各個(gè)反應(yīng)步驟，以使得即使在大規(guī)模工業(yè)規(guī)模上也可以在不形成大量砂粒的情況下處理活性石灰，生產(chǎn)具有特別大比表面積的氫氧化鈣。根據(jù)本研發(fā)，該目的通過(guò)在混合容器中在低于45°C的溫度下進(jìn)行由30至50體積份水和70至50體積份有機(jī)溶劑組成的熟化液與石灰的混合來(lái)實(shí)現(xiàn)，隨后將反應(yīng)混合物轉(zhuǎn)移到主反應(yīng)容器中，在該主反應(yīng)容器中通過(guò)加熱裝置將混合物加熱至50°C至70°C的溫度，并在另一個(gè)反應(yīng)容器中進(jìn)行結(jié)束反應(yīng)。在混合容器中，石灰與熟化液的比例選擇為使得后來(lái)反應(yīng)容器中的結(jié)尾反應(yīng)溫度達(dá)到85°C至110°C。如此生產(chǎn)的氫氧化鈣的比表面積為 35 至 55 m 2/g，與通常生產(chǎn)的具有13至19m 2 /g的比表面積的氫氧化鈣相比。氫氧化鈣的比表面積因此增加了2至3倍。因此，這種氫氧化鈣的反應(yīng)性更高。在多個(gè)反應(yīng)容器中進(jìn)行該過(guò)程允許連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程。優(yōu)選地，在低于30°C的溫度下將熟化液與石灰混合

本研發(fā)方法的另一個(gè)有利特征是反應(yīng)混合物在預(yù)連接到主反應(yīng)容器的預(yù)熱器中加熱以熱加速反應(yīng)，并且反應(yīng)混合物在轉(zhuǎn)移到結(jié)尾反應(yīng)容器之前保持在主反應(yīng)器直至達(dá)到 70°C 至 90°C 的溫度。優(yōu)選將成品氫氧化鈣在冷卻器中冷卻至低于50℃的溫度以防止反應(yīng)性氫氧化鈣在高溫下儲(chǔ)存時(shí)發(fā)生變化。優(yōu)選地，該方法以這樣的方式設(shè)計(jì)，即通過(guò)犁刀混合器、單或雙槳式螺旋混合器或傳送帶將反應(yīng)混合物輸送通過(guò)主反應(yīng)器。

此外，還優(yōu)選包括在結(jié)尾反應(yīng)容器中的反應(yīng)之后的脫氣步驟，其中通過(guò)施加真空和/或用惰性氣體洗滌而從中除去成品氫氧化鈣中的溶劑以確保產(chǎn)品純度和節(jié)省成本的溶劑再利用。根據(jù)本研發(fā)的方法，獲得了具有特別高的比表面積和高反應(yīng)性的精細(xì)分散的氫氧化鈣。在加工細(xì)石灰時(shí)，即使石灰的反應(yīng)性非常高，也不會(huì)產(chǎn)生任何類(lèi)型的砂粒。在加工細(xì)碎或顆粒狀生石灰時(shí)，該過(guò)程中形成的砂礫量?jī)H為傳統(tǒng)熟化設(shè)備中形成量的 1/3 左右。