CN107619203B - 一种活性氧化钙的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石灰石加工技术领域，特别涉及一种活性氧化钙的生产方法，本申请使用预热窑对破碎后的石灰石进行预热并且预热气体为煅烧、冷却过程产生的废气，缩短了煅烧过程的煅烧时间，保证氧化钙的产量；发明还利用自制的保温层对煅烧窑进行保温，降低了能耗，提高煅烧窑的保温效率，有节能环保的效果；同时，发明还对煅烧窑内部进行涂层涂布，能将热量均匀分布在煅烧窑内，使反应受热均匀，提高活性氧化钙的产量；对回收的废气还进行了预处理，能降低废气中的大颗粒物质、杂质含量减少活性氧化钙中的杂质含量。

Description

一种活性氧化钙的生产方法

【技术领域】

本发明涉及石灰石加工技术领域，特别涉及一种活性氧化钙的生产方法。

【背景技术】

氧化钙是塑料、橡胶及化工原料吸湿、吸潮、消泡、干燥的最佳材料，可广泛应用于冶金助溶剂、化工原料、建筑涂料、造纸、废水净化处理、填料制革、橡胶塑料填充助剂、垃圾焚烧、金属工厂酸碱中和、漂白、干燥，热电厂脱硫脱酸、石油润滑油、饲料、石材助割剂、石膏板嵌缝凝结剂、收敛剂、食品及药品等领域，目前，大多数的石灰石工厂都是通过煅烧法生产氧化钙，使用煅烧法生产氧化钙容易能耗高、产量低，活性氧化钙占比低；因此，有必要提供一种能耗低的煅烧法，利用保温材料和涂层将热能利用到最高，最大限度的降低煅烧法的能量损耗，提高活性氧化钙的产量。

【发明内容】

鉴于上述内容，有必要提供一种能耗低的煅烧法，利用保温材料和涂层将热能利用到最高，最大限度的降低煅烧法的能量损耗，提高活性氧化钙的产量。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种活性氧化钙的生产方法，所述方法包括如下步骤：

(1)预处理：将石灰石经过破碎机破碎制成粒径为20～90mm的石灰石碎块；

(2)预热：将步骤(1)破碎后的石灰石运送到位于预热窑顶部的布料器，并通过布料器向预热窑内布料，破碎后的石灰石从预热窑顶部往下运动，预热气从底部向上运动，对破碎后的石灰石进行预热，并保持预热窑顶的预热气压力为-100～100Pa，预热4h-7h；所述预热气的温度温度为：500～700℃；

(3)煅烧：预热后，关闭预热窑的废气进口，打开鼓风机，将预热好的石灰石通过鼓风机送入煅烧窑进行连续煅烧，煅烧温度为800～1000℃，石灰石停留的煅烧时间为20min-30min，鼓风机的风速为7m/s-10m/s，鼓风机每min运送的石灰石质量为2kg-4kg；收集石灰石煅烧过程产生的废气并进行预处理然后对步骤(2)的石灰石进行预热；

(4)冷却：向步骤(3)煅烧后的石灰石中喷洒处理剂，处理剂的喷洒量为2mg/g-5mg/g；冷却到25～30℃后得到所述活性氧化钙；冷却过程中收集冷却过程产生的热空气对步骤(2)的石灰石进行预热。

进一步的，所述步骤(2)的预热窑外部设置有一层厚度为2cm-4cm的保温层，所述保温层的由如下重量份的原料制成：高岭土28-35份、蚕丝-秸秆糅合物15-25份、硅酸铝3-5份、石膏粉4-7份、玻璃纤维9-17份、硅酸钠6-10份和水18-24份。

进一步的，所述保温层的加工方法为：按上述重量份数称取各原料，将硅酸铝、石膏粉、硅酸钠和水一同搅拌30-35min，接着加入高岭土继续搅拌5-10min，得混合料，将混合料均分成两份，将其中一份预混料浇注在模具中，再均匀撒入蚕丝-秸秆糅合物，然后再将另一份预混料浇注在蚕丝-秸秆糅合物外面进行辊压、成型、固化即可。

进一步的，所述步骤(3)煅烧窑内部有一层2cm-4cm的涂层，所述由如下重量份的原料制成：玄武岩粉1-3份、石墨烯24份-34份、蚕丝-秸秆糅合物7份-14份、钛白粉7份-16份、石膏粉17份-23份。

进一步的，所述涂层的涂布方法为：按上述重量份称取各原料，然后分别将玄武岩粉、钛白粉、石膏粉与1-2倍质量份的水混合，制成膏状得到膏状玄武岩粉、膏状钛白粉和膏状石膏粉；将所有原料均分成两份，然后按照“玄武岩粉-石墨烯-蚕丝-秸秆糅合物-石膏粉-钛白粉-玄武岩粉”的顺序将各原料均匀涂布在煅烧窑内部涂布两个循环，最终涂层的最外层为钛白粉。

进一步的，所述步骤(3)废气的预处理方法为：将废气按照1m/s-2m/s的通气量通入处理水中进行处理；所述处理水由氢氧化钠、盐酸和碳酸氢钠制成，其中，氢氧化钠的质量浓度为3％-5％，盐酸的质量浓度为1％-3％，碳酸氢钠的质量浓度为3％-5％。

进一步的，所述步骤(4)处理剂由如下重量份的原料制成：1份-5份的芦荟多糖、1份-5份的水杨酸钠和33份-41份的水。

本发明具有如下有益效果：

1、本申请使用预热窑对破碎后的石灰石进行预热并且预热气体为煅烧、冷却过程产生的废气，缩短了煅烧过程的煅烧时间，保证氧化钙的产量；发明人还利用自制的保温层对煅烧窑进行保温，进一步降低了能耗，提高煅烧窑的保温效率，经多次试验发现，只要煅烧窑的温度800～1000℃就能生产出活性氧化钙，而常规的煅烧窑需要的煅烧温度在1100℃以上，这明显的降低了对热能的消耗起，有节能环保的效果；同时，发明还对煅烧窑内部进行涂层涂布，能将热量均匀分布在煅烧窑内，使反应受热均匀，提高活性氧化钙的产量；发明人对回收的废气还进行了预处理，能降低废气中的大颗粒物质、杂质含量减少活性氧化钙中的杂质含量。

2、本申请的保温层由高岭土、蚕丝-秸秆糅合物、硅酸铝、石膏粉、玻璃纤维、硅酸钠和水组成，其中，材料中的蚕丝-秸秆糅合物具有良好的保温效果，但是易燃，受到高温的时候容易碳化，对此，发明人添加了高岭土、硅酸铝、石膏粉、玻璃纤维、硅酸钠等隔热保温材料，即能进一步加强保温效果，又能防止蚕丝-秸秆糅合物碳化、燃烧对保温层造成损失降低保温效果；本申请的煅烧窑内部涂层由玄武岩粉、石墨烯、蚕丝-秸秆糅合物、钛白粉、石膏粉组成，其中，蚕丝-秸秆糅合物具有很好的保温效果，而石墨烯具有很好的导热效果，能使得煅烧窑内部石灰石受热更均匀，能提高活性氧化钙的产量，涂层中玄武岩分能起到保温作用，石膏粉能起到隔热作用，钛白粉能起到反射作用，将热量反射回煅烧窑中，降低被煅烧窑吸收的风险；本申请的废水处理水由氢氧化钠、盐酸和碳酸氢钠制成，能吸收废气中的颗粒物、弱碱和弱酸进一步提高活性氧化钙的纯度；发明人还向煅烧物中添加处理剂，能提高石灰石的转化能力。

【具体实施方式】

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1：

本实施例活性氧化钙的生产方法包括如下步骤：

(1)预处理：将石灰石经过破碎机破碎制成粒径为20mm的石灰石碎块；

(2)预热：将步骤(1)破碎后的石灰石运送到位于预热窑顶部的布料器，并通过布料器向预热窑内布料，破碎后的石灰石从预热窑顶部往下运动，预热气从底部向上运动，对破碎后的石灰石进行预热，并保持预热窑顶的预热气压力为-100Pa，预热4h；所述预热气的温度温度为：500℃；

(3)煅烧：预热后，关闭预热窑的废气进口，打开鼓风机，将预热好的石灰石通过鼓风机送入煅烧窑进行连续煅烧，煅烧温度为800℃，石灰石停留的煅烧时间为20min，鼓风机的风速为7m/s，鼓风机每min运送的石灰石质量为2kg；收集石灰石煅烧过程产生的废气并进行预处理然后对步骤(2)的石灰石进行预热；

(4)冷却：向步骤(3)煅烧后的石灰石中喷洒处理剂，处理剂的喷洒量为2mg/g；冷却到25℃后得到所述活性氧化钙；冷却过程中收集冷却过程产生的热空气对步骤(2)的石灰石进行预热。

其中，步骤(2)的预热窑外部设置有一层厚度为2cm的保温层，所述保温层的由如下重量份的原料制成：高岭土28份、蚕丝-秸秆糅合物15份、硅酸铝3份、石膏粉4份、玻璃纤维9份、硅酸钠6份和水18份。

上述保温层的加工方法为：按上述重量份数称取各原料，将硅酸铝、石膏粉、硅酸钠和水一同搅拌30min，接着加入高岭土继续搅拌5min，得混合料，将混合料均分成两份，将其中一份预混料浇注在模具中，再均匀撒入蚕丝-秸秆糅合物，然后再将另一份预混料浇注在蚕丝-秸秆糅合物外面进行辊压、成型、固化即可。

其中，步骤(3)煅烧窑内部有一层2cm的涂层，所述由如下重量份的原料制成：玄武岩粉1份、石墨烯24份、蚕丝-秸秆糅合物7份、钛白粉7份、石膏粉17份。

上述涂层的涂布方法为：按上述重量份称取各原料，然后分别将玄武岩粉、钛白粉、石膏粉与1倍质量份的水混合，制成膏状得到膏状玄武岩粉、膏状钛白粉和膏状石膏粉；将所有原料均分成两份，然后按照“玄武岩粉-石墨烯-蚕丝-秸秆糅合物-石膏粉-钛白粉-玄武岩粉”的顺序将各原料均匀涂布在煅烧窑内部涂布两个循环，最终涂层的最外层为钛白粉。

本实施例中蚕丝-秸秆糅合物的制备方法为：称取质量比为1:1:1的秸秆、蚕丝蛋白和蚕丝纤维，将秸秆、蚕丝纤维分别粉碎后经过30目筛网筛选，然后将秸秆、蚕丝蛋白和蚕丝纤维混合，放入模具中制成厚度为1mm的蚕丝-秸秆糅合物。

本实施例中，步骤(3)废气的预处理方法为：将废气按照1m/s的通气量通入处理水中进行处理；所述处理水由氢氧化钠、盐酸和碳酸氢钠制成，其中，氢氧化钠的质量浓度为3％，盐酸的质量浓度为1％，碳酸氢钠的质量浓度为3％。

本实施例中，步骤(4)处理剂由如下重量份的原料制成：1份的芦荟多糖、1份的水杨酸钠和33份的水。

实施例2：

本实施例活性氧化钙的生产方法包括如下步骤：

(1)预处理：将石灰石经过破碎机破碎制成粒径为90mm的石灰石碎块；

(2)预热：将步骤(1)破碎后的石灰石运送到位于预热窑顶部的布料器，并通过布料器向预热窑内布料，破碎后的石灰石从预热窑顶部往下运动，预热气从底部向上运动，对破碎后的石灰石进行预热，并保持预热窑顶的预热气压力为100Pa，预热7h；所述预热气的温度温度为：700℃；

(3)煅烧：预热后，关闭预热窑的废气进口，打开鼓风机，将预热好的石灰石通过鼓风机送入煅烧窑进行连续煅烧，煅烧温度为1000℃，石灰石停留的煅烧时间为30min，鼓风机的风速为10m/s，鼓风机每min运送的石灰石质量为4kg；收集石灰石煅烧过程产生的废气并进行预处理然后对步骤(2)的石灰石进行预热；

(4)冷却：向步骤(3)煅烧后的石灰石中喷洒处理剂，处理剂的喷洒量为5mg/g；冷却到30℃后得到所述活性氧化钙；冷却过程中收集冷却过程产生的热空气对步骤(2)的石灰石进行预热。

其中，步骤(2)的预热窑外部设置有一层厚度为4cm的保温层，所述保温层的由如下重量份的原料制成：高岭土35份、蚕丝-秸秆糅合物25份、硅酸铝5份、石膏粉7份、玻璃纤维17份、硅酸钠10份和水24份。

上述保温层的加工方法为：按上述重量份数称取各原料，将硅酸铝、石膏粉、硅酸钠和水一同搅拌35min，接着加入高岭土继续搅拌10min，得混合料，将混合料均分成两份，将其中一份预混料浇注在模具中，再均匀撒入蚕丝-秸秆糅合物，然后再将另一份预混料浇注在蚕丝-秸秆糅合物外面进行辊压、成型、固化即可。

其中，步骤(3)煅烧窑内部有一层4cm的涂层，所述由如下重量份的原料制成：玄武岩粉3份、石墨烯34份、蚕丝-秸秆糅合物14份、钛白粉16份、石膏粉23份。

上述涂层的涂布方法为：按上述重量份称取各原料，然后分别将玄武岩粉、钛白粉、石膏粉与2倍质量份的水混合，制成膏状得到膏状玄武岩粉、膏状钛白粉和膏状石膏粉；将所有原料均分成两份，然后按照“玄武岩粉-石墨烯-蚕丝-秸秆糅合物-石膏粉-钛白粉-玄武岩粉”的顺序将各原料均匀涂布在煅烧窑内部涂布两个循环，最终涂层的最外层为钛白粉。

本实施例中蚕丝-秸秆糅合物的制备方法为：称取质量比为1:1:1的秸秆、蚕丝蛋白和蚕丝纤维，将秸秆、蚕丝纤维分别粉碎后经过30目筛网筛选，然后将秸秆、蚕丝蛋白和蚕丝纤维混合，放入模具中制成厚度为1mm的蚕丝-秸秆糅合物。

本实施例中，步骤(3)废气的预处理方法为：将废气按照2m/s的通气量通入处理水中进行处理；所述处理水由氢氧化钠、盐酸和碳酸氢钠制成，其中，氢氧化钠的质量浓度为5％，盐酸的质量浓度为3％，碳酸氢钠的质量浓度为5％。

本实施例中，步骤(4)处理剂由如下重量份的原料制成：5份的芦荟多糖、5份的水杨酸钠和41份的水。

实施例3：

本实施例活性氧化钙的生产方法包括如下步骤：

(1)预处理：将石灰石经过破碎机破碎制成粒径为50mm的石灰石碎块；

(2)预热：将步骤(1)破碎后的石灰石运送到位于预热窑顶部的布料器，并通过布料器向预热窑内布料，破碎后的石灰石从预热窑顶部往下运动，预热气从底部向上运动，对破碎后的石灰石进行预热，并保持预热窑顶的预热气压力为10Pa，预热5h；所述预热气的温度温度为：600℃；

(3)煅烧：预热后，关闭预热窑的废气进口，打开鼓风机，将预热好的石灰石通过鼓风机送入煅烧窑进行连续煅烧，煅烧温度为900℃，石灰石停留的煅烧时间为25min，鼓风机的风速为8m/s，鼓风机每min运送的石灰石质量为3kg；收集石灰石煅烧过程产生的废气并进行预处理然后对步骤(2)的石灰石进行预热；

(4)冷却：向步骤(3)煅烧后的石灰石中喷洒处理剂，处理剂的喷洒量为3mg/g；冷却到28℃后得到所述活性氧化钙；冷却过程中收集冷却过程产生的热空气对步骤(2)的石灰石进行预热。

其中，步骤(2)的预热窑外部设置有一层厚度为3cm的保温层，所述保温层的由如下重量份的原料制成：高岭土31份、蚕丝-秸秆糅合物17份、硅酸铝4份、石膏粉7份、玻璃纤维17份、硅酸钠10份和水24份。

上述保温层的加工方法为：按上述重量份数称取各原料，将硅酸铝、石膏粉、硅酸钠和水一同搅拌32min，接着加入高岭土继续搅拌7min，得混合料，将混合料均分成两份，将其中一份预混料浇注在模具中，再均匀撒入蚕丝-秸秆糅合物，然后再将另一份预混料浇注在蚕丝-秸秆糅合物外面进行辊压、成型、固化即可。

其中，步骤(3)煅烧窑内部有一层3cm的涂层，所述由如下重量份的原料制成：玄武岩粉2份、石墨烯30份、蚕丝-秸秆糅合物10份、钛白粉12份、石膏粉20份。

上述涂层的涂布方法为：按上述重量份称取各原料，然后分别将玄武岩粉、钛白粉、石膏粉与1.5倍质量份的水混合，制成膏状得到膏状玄武岩粉、膏状钛白粉和膏状石膏粉；将所有原料均分成两份，然后按照“玄武岩粉-石墨烯-蚕丝-秸秆糅合物-石膏粉-钛白粉-玄武岩粉”的顺序将各原料均匀涂布在煅烧窑内部涂布两个循环，最终涂层的最外层为钛白粉。

本实施例中蚕丝-秸秆糅合物的制备方法为：称取质量比为1:1:1的秸秆、蚕丝蛋白和蚕丝纤维，将秸秆、蚕丝纤维分别粉碎后经过30目筛网筛选，然后将秸秆、蚕丝蛋白和蚕丝纤维混合，放入模具中制成厚度为1mm的蚕丝-秸秆糅合物。

本实施例中，步骤(3)废气的预处理方法为：将废气按照1.5m/s的通气量通入处理水中进行处理；所述处理水由氢氧化钠、盐酸和碳酸氢钠制成，其中，氢氧化钠的质量浓度为4％，盐酸的质量浓度为2％，碳酸氢钠的质量浓度为4％。

本实施例中，步骤(4)处理剂由如下重量份的原料制成：2份的芦荟多糖、2份的水杨酸钠和36份的水。

对照组1：

本对照组的预热窑不使用保温层，其它方法与实施例1完全相同。

对照组2：

本对照组不使用涂层进行涂布，其它方法与实施例1完全相同。

对照组3：

本对照组不使用处理剂对煅烧后的石灰石进行喷洒，其它方法与实施例1完全相同。

对照组4：

本对照组不使用处理水对废气进行处理，其他方法与实施例1完全相同。

对照组5：

本对照组使用常规煅烧法生产石灰石，即：不对预热窑进行保温处理，不对煅烧窑内侧采用特殊材料进行涂布，不使用处理剂对煅烧后的石灰石进行喷洒、不使用处理水对废气进行处理。

测试试验：

测定实施例1-3和对照组1-5的氧化钙产量和氧化钙中活性氧化钙的占比，具体情况见表1：

表1

组别	氧化钙产量(mg/g)	氧化钙中活性氧化钙的占比(％)
			实施例1	987.35	99.34
实施例2	973.25	98.77
			实施例3	997.15	99.07
对照组1	621.35	86.21
			对照组2	631.03	83.21
对照组3	935.12	66.25
			对照组4	964.25	64.36
对照组5	421.35	51.16

由上表可知，实施例1-3的氧化钙产量明显比对照组1-2、对照组5高，说明本申请的保温层和煅烧窑内涂层可明显提高氧化钙产量；实施例1-3的氧化钙中活性氧化钙的占比比照组1-5高说明使用本实施例中的保温层、煅烧窑内涂层、处理剂、处理水对废气进行处理可明显提高活性氧化钙的转化率。

综上所述，使用本发明的方法能耗低的煅烧法，利用保温材料和涂层将热能利用到最高，最大限度的降低煅烧法的能量损耗，提高活性氧化钙的产量。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种活性氧化钙的生产方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）预处理：将石灰石经过破碎机破碎制成粒径为20～90mm的石灰石碎块；

（2）预热：将步骤（1）破碎后的石灰石运送到位于预热窑顶部的布料器，并通过布料器向预热窑内布料，破碎后的石灰石从预热窑顶部往下运动，预热气从底部向上运动，对破碎后的石灰石进行预热，并保持预热窑顶的预热气压力为-100～100Pa，预热4h-7h；所述预热气的温度温度为：500～700℃；

（3）煅烧：预热后，关闭预热窑的废气进口，打开鼓风机，将预热好的石灰石通过鼓风机送入煅烧窑进行连续煅烧，煅烧温度为800～1000℃，石灰石停留的煅烧时间为20min-30min，鼓风机的风速为7m/s-10m/s，鼓风机每min运送的石灰石质量为2kg-4kg；收集石灰石煅烧过程产生的废气并进行预处理然后对步骤（2）的石灰石进行预热；

（4）冷却：向步骤（3）煅烧后的石灰石中喷洒处理剂，处理剂的喷洒量为2mg/g-5mg/g；冷却到25～30℃后得到所述活性氧化钙；冷却过程中收集冷却过程产生的热空气对步骤（2）的石灰石进行预热；

所述步骤（2）的预热窑外部设置有一层厚度为2cm-4cm的保温层，所述保温层由如下重量份的原料制成：高岭土28-35份、 蚕丝-秸秆糅合物15-25份、 硅酸铝3-5份、 石膏粉4-7份、 玻璃纤维9-17份、硅酸钠6-10份和水18-24份；

所述保温层的加工方法为：按上述重量份数称取各原料，将硅酸铝、石膏粉、硅酸钠和水一同搅拌30-35min，接着加入高岭土继续搅拌5-10min，得混合料，将混合料均分成两份，将其中一份预混料浇注在模具中，再均匀撒入蚕丝-秸秆糅合物，然后再将另一份预混料浇注在蚕丝-秸秆糅合物外面进行辊压、成型、固化即可；

所述步骤（3）废气的预处理方法为：将废气按照1m/s-2m/s的通气量通入处理水中进行处理；所述处理水由氢氧化钠、盐酸和碳酸氢钠制成，其中，氢氧化钠的质量浓度为3%-5%，盐酸的质量浓度为1%-3%，碳酸氢钠的质量浓度为3%-5%；

所述步骤（4）处理剂由如下重量份的原料制成：1份-5份的芦荟多糖、1份-5份的水杨酸钠和33份-41份的水。

2.根据权利要求1所述一种活性氧化钙的生产方法，其特征在于，所述步骤（3）煅烧窑内部有一层2cm-4cm的涂层，所述涂层由如下重量份的原料制成：玄武岩粉1-3份、石墨烯24份-34份、蚕丝-秸秆糅合物7份-14份、钛白粉7份-16份、石膏粉17份-23份。

3.根据权利要求2所述一种活性氧化钙的生产方法，其特征在于，所述涂层的涂布方法为：按上述重量份称取各原料，然后分别将玄武岩粉、钛白粉、石膏粉与1-2倍质量份的水混合，制成膏状得到膏状玄武岩粉、膏状钛白粉和膏状石膏粉；将所有原料均分成两份，然后按照“玄武岩粉-石墨烯-蚕丝-秸秆糅合物-石膏粉-钛白粉-玄武岩粉”的顺序将各原料均匀涂布在煅烧窑内部涂布两个循环，最终涂层的最外层为钛白粉。