CN1025555C - 一种制造晶体碳酸钙的方法 - Google Patents

Abstract

一种制造晶体碳酸钙的方法，该方法是采用氯化铵饱和溶液和固体氯化铵在反应温度100～600℃下分解石灰石，生成氯化钙、二氧化碳、氨和水，经分别净化和回收后再使进行反应，得到所需晶体碳酸钙以及初始所用氯化铵饱和溶液和固体氯化铵。本发明工艺简单，成本低廉。

Description

本发明涉及一种制造晶体碳酸钙的方法。

制造晶体碳酸钙的方法较多，但其反应原理仍然是将分离的钙离子和碳酸根或二氧化碳进行反应，生成纯的晶体碳酸钙。然而由于原料和物料循环方式等的不同，其经济效益却差别相当大。在现有技术中，特开昭63-156012公开了一种高纯碳酸钙的制法，该制法是钙盐和碳酸盐或二氧化碳反应中，二氧化碳与钙离子的摩尔比为0.2～0.9，以便除去原料中的锶以及得到高纯碳酸钙。但是，特开昭63-156012是以高昂代价才取得高纯碳酸钙的，所制备的水溶性钙盐和水溶性碳酸盐必须用2.6吨30%的工业盐酸和1.6吨碳酸氢铵，才能得到1吨高纯晶体碳酸钙和副产品1.07吨氯化铵，并且该1.07吨氯化铵还是溶解在8～10吨水中。该专利申请的发明点是控制原料溶液的浓度、温度、强度等条件达到生产高纯和特定结晶类型的优质硫酸钙。我国江苏省宜兴县的一个厂也是用类似的这样的方法制造高纯碳酸钙，其成本高是不可避免的。

本发明的目的在于：提供一种用最低的成本、最少的原料来制造碳酸钙的方法，在该方法中只用一种不受损失的分解试剂即铵盐将石灰石分解，生成水溶性钙盐和二氧化碳、水和氨，经分别净化和回收后，再使进行反应，得到所需晶体碳酸钙和初始所用的分解试剂。

本发明的目的是这样达到的：提供一种制造晶体碳酸钙的方法，在该方法中利用氯化铵饱和溶液和固体氯化铵在反应温度为100～600℃下分解石灰石，其反应分解产物含有氯化钙、二氧化碳、氨和水，净化所产生的氯化钙和回收由反应产物二氧化碳、氨和水反应所转化生成的碳酸氢铵和氢氧化铵;使净化后的氯化钙和吸收于氯化铵溶液中的碳酸氢铵、氢氧化铵反应，生成作为产品的晶体碳酸钙和初始所用的氯化铵饱和溶液和固体氯化铵。由于只用一种不受损失的氯化铵溶液和固体氯化铵即可制得晶体碳酸钙，所以工艺简单，成本低廉，从而本发明目的就完全达到了。

本发明方法的特点在于利用饱和氯化铵溶液和固体氯化铵在较低温度下（100～600℃）下水解产生的盐酸与石灰石迅速反应，使石灰石分解，生成氯化钙以及氨、二氧化碳和水;净化所产生的氯化钙;回收由反应产物氨、二氧化碳和水反应所转化生成的碳酸氢铵和氢氧化铵，使该净化后的氯化钙和吸收于氯化铵溶液中的碳酸氢铵和氢氧化铵反应，生成作为产品的晶体碳酸钙以及初始所用的氯化铵饱和溶液和固体氯化铵。本发明方法的反应式如下：

这里要特别强调的是反应式（1）是在100～600℃之间进行反应的，基原因是NH₄Cl饱和溶液于100℃加热时，生成NH₄OH和HCl，促成HCl与石灰石（CaCO₃）的反应，随着反应的进行，反应液的水分被消耗完，也即氯化铵饱和溶液带入的水分被消耗完后，固体氯化铵在338℃时分解为氨和HCl，这样所产生的HCl继续与石灰石反应，为使反应完全，即能使固体石灰石完全分解，反应温度提高到600℃，随后使反应中止。生成二氧化碳、氨和水用饱和氯化铵溶液吸收。其中的二氧化碳、氨和水反应转化生成碳酸氢铵和氢氧化铵，此碳酸氢铵和氢氧化铵再与浸取于氯化铵溶液中并净化后的作为石灰石另一分解产物氯化钙反应生成晶体碳酸钙。

从上述流程也可以看到作为循环母液的是饱和 氯化铵溶液，该氯化铵饱和溶液不外排。所产生的碳酸钙含量达98（重量）%以上，无游离碱，粒度在45μ以下，在盐酸中能完全分解。

本发明方法中所选用的分解石灰石的分解试剂是氯化铵饱和溶液和固体氯化铵，而石灰石分解的条件是温度（100～600℃），在上述（1）式中用氯化铵分解石灰石，得到反应产物氯化钙，在（3）式中氯化钙又与（1）式中其它反应产物转化生成的碳酸氢铵和氢氧化铵反应，生成同样多的氯化铵，在理论上氯化铵无损失，至此，本发明方法在总体上实现了：

铵盐、温度

石灰石（碳酸钙粗品）→晶体碳酸钙（纯品）

的反应历程，氯化铵饱和溶液和固体氯化铵仅起了媒介作用，而温度是起作用的条件。

以下通过附图和实施例对本发明进行详细说明。

附图1是本发明方法流程方块图，在图中，1是反应器，2是吸收器，3是过滤器;4是碳酸钙合成器;5是碳酸钙分离器;6是氯化铵饱和槽。

从附图1可见，本发明方法所用流程是：在反应器1中加入粒状石灰石、固体氯化铵和从氯化铵饱和槽6中来的饱和氯化铵溶液，这些物料在反应器1中，在100～600℃温度下反应，反应产物有粗氯化钙，此粗氯化钙由氯化铵饱和槽6中取数次饱和氯化铵加入反应器1中，对此粗氯化钙进行浸取，该浸取有粗氯化钙的饱和氯化铵溶液在过滤器3中进行过滤，除去杂质，并进行静止净化和活性碳脱色，得到纯氯化钙。（1）式中另一些反应产物：二氧化碳、氨和水，由从氯化铵饱和槽6中来的氯化铵饱和溶液在吸收器2中吸收，并转化为碳酸铵和氢氧化铵。该吸收有碳酸氢铵和氢氧化铵的氯化铵溶液和纯氯化钙在碳酸钙合成器4中反应，生成结晶碳酸钙，反应后的氯化铵溶液进入温度较低的氯化铵饱和槽6中进行冷却，冷却后在其中析出纯净的氯化铵晶体。所得结晶碳酸钙在分离器5中经分离得到成品结晶碳酸钙。

在本发明方法中所用分解石灰石的试剂也可用其它铵盐，例如氯化铵加硝酸铵、氯化铵加醋酸铵以及单用氯化铵饱和溶液，它们的反应温度在100～130℃之间，得率：3～10%。

本发明方法具有许多优点：石灰石本身是生产晶体碳酸钙的全部原料，只要用一种不受损失的分解试剂，即氯化铵饱和溶液和固体氯化铵将石灰石在低温下分解，然后使分解产物再反应，即得到碳酸钙纯品，所用饱和氯化铵溶液和固体氯化铵可循环使用，所得产品是高纯晶体碳酸钙;其质量可比现有技术中的盐酸分解法的产品相媲美，在设备上只须增加一个反应器和一个吸收器;在生产过程中仅损失些热能，增补很少量的氯化铵即可。因此，工艺简单，设备最少，投资规模可大可小，从而可实现大幅度降低原料成本的目的，解决了现有技术中，成本太高的问题。

实施例

将CaCO₃含量在95（重量）%以上的石灰石100Kg（第一次投入量为130Kg），取自氯化铵饱和槽6中的30～50℃饱和氯化铵溶液100Kg、固体氯化铵70Kg一并放入反应器1中加热，使在100℃以上进行反应，随着反应的进行，为使反应完全，逐渐将温度提高到600℃，随后使反应中止。生成的CO₂、NH₃和H₂O，用氯化铵饱和槽6中的200Kg30～40℃饱和氯化铵溶液400～700Kg分数次加入反应器1中对由（1）式所产生的氯化钙进行浸取，将该氯化钙浸取液放入过滤器3中进行过滤、静止净化和活性碳脱色，分出杂质后移入合成器4中，在50℃～80℃温度下，与来自吸收器2的吸收有碳酸氢铵和氢氧化铵的氯化铵溶液进行反应，按照（3）式生成纯的碳酸钙，经分离器5并经清洗得到成品晶体碳酸钙，得率为70%，干燥后进行包装。在合成器4中按照（3）式分离出来的氯化铵溶液移入氯化铵饱和槽6中进行冷却，冷却后析出纯净的氯化铵晶体。为保持水和氯化铵的平衡，应随时补充水和由产品和杂质带出去的少量氯化铵，氯化铵饱和溶液不外排，可循环使用。

Claims (1)

1、一种制造晶体碳酸钙的方法，(该法包括)如下步骤：

a、利用氯化铵饱和溶液和固体氯化铵在反应温度100～600℃下分解石灰石，其反应分解产物有氯化钙、二氧化碳、氨和水；

b、净化所产生的氯化钙；回收由反应产物氨、二氧化碳和水反应所转化生成的碳酸氢铵和氢氧化铵；

c、使净化后的氯化钙和吸收于氯化铵溶液的碳酸氢铵、氢氧化铵反应，生成作为产品的晶体碳酸钙以及a)步骤中初始所用的氯化铵饱和溶液和固体氯化铵。