RU2447024C2 - Способ получения карбоната кальция - Google Patents
Способ получения карбоната кальция Download PDFInfo
- Publication number
- RU2447024C2 RU2447024C2 RU2010130105/05A RU2010130105A RU2447024C2 RU 2447024 C2 RU2447024 C2 RU 2447024C2 RU 2010130105/05 A RU2010130105/05 A RU 2010130105/05A RU 2010130105 A RU2010130105 A RU 2010130105A RU 2447024 C2 RU2447024 C2 RU 2447024C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- calcium carbonate
- production
- heat treatment
- product
- washing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к химической технологии азотнокислотной переработки фосфатного сырья с получением карбоната кальция путем конверсии нитрата кальция в производстве NPK-удобрений. Способ получения карбоната кальция включает: взаимодействие нитрата кальция с раствором карбоната аммония, выделение осадка целевого продукта из суспензии, его промывку, термообработку при температурах 400…700°С и измельчение. Изобретение позволяет упростить технологию переработки карбоната кальция - побочного продукта при получении NPK-удобрений в наполнитель для применения в различных отраслях промышленности. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Способ относится к химической технологии азотнокислотной переработки фосфатного сырья с получением карбоната кальция путем конверсии нитрата кальция в производстве NPK-удобрений.
Изобретение может найти применение в производстве карбоната кальция, используемого в качестве наполнителя в полимерной, лакокрасочной и других отраслях промышленности.
Карбонат кальция является побочным продуктом при производстве NPK-удобрений типа нитроаммофоски, и его получение основано на взаимодействии (конверсии) раствора нитрата кальция с раствором карбоната аммония:
Ca(NO3)2+(NH4)2CO3→CaCO3↓+2NH4NO3
Получаемый осадок карбоната кальция выделяют и промывают на фильтрах от маточного раствора и сушат. Готовый продукт представляет собой мелкодисперсный порошок, содержащий до 97% основного вещества (Комплексная азотнокислотная переработка фосфатного сырья / Гольдинов А.Л., Копылев Б.А. и др. - Л.: Химия, 1982. - 207 с.).
Одним из недостатков способа является неизбежное в производственных условиях загрязнение получаемого карбоната кальция водорастворимыми азотсодержащими соединениями маточного раствора (NH4NO3, Са(NO3)2, (NH4)2CO3, NH3 и др.). Наличие водорастворимых примесей ограничивает применение продукта в качестве наполнителя в производстве пластмасс, лакокрасочных материалов, резинотехнических изделий и других материалов, так как в этом случае возможно их взаимодействие с органическими веществами, терморазложение при повышенных температурах, ухудшение эксплуатационных свойств наполненных продуктов. Кроме того, наличие гигроскопичных солей NH4NO3 и Са(NO3)2 может привести к потере сыпучести карбоната кальция в процессах транспортировки и хранения, затруднить его дозирование и диспергирование.
Известен способ получения карбоната кальция с низким содержанием водорастворимых примесей (RU 2281921 С1, опубл. 20.08.2006). По этому способу карбонат кальция получают при 50-80°С и избытке раствора карбоната аммония 0,05-0,5% в пересчете на CO2 своб., концентрацию раствора нитрата кальция поддерживают в пределах 10-13% разбавлением раствором аммиачной селитры. Выделенный фильтрованием осадок промывают и высушивают. Промывку ведут при соотношении Т:Ж - (1-3):1 в одну или две стадии с подачей фильтрата со второй стадии на первую, что позволяет снизить содержание аммонийных водорастворимых примесей в карбонате кальция до 0,03-0,2% в пересчете на нитрат аммония.
К недостаткам данного способа относятся увеличение нагрузки на оборудование за счет введения в процесс дополнительных количеств раствора аммиачной селитры и неполная отмывка водорастворимых примесей.
Неполная отмывка обусловлена тем, что при массовой кристаллизации при высоких значениях пересыщения быстрый рост частиц карбоната кальция протекает по полинуклеарному механизму с образованием частиц в виде поликристаллических сростков сферической формы. При этом неизбежно происходит объемная сорбция (окклюзионный захват) маточного раствора в межкристаллитном пространстве и внутренних порах растущих частиц карбоната кальция. В этом случае повышение эффективности промывки осадка карбоната кальция вытеснением или разбавлением не приведет к полному удалению захваченных водорастворимых примесей. Так как получаемый карбонат кальция по своему дисперсному составу не соответствует требованиям к наполнителям, то для его использования в данном направлении обязательной стадией является тонкое измельчение. При разрушении частиц соответственно будет происходить раскрытие межкристаллитных полостей и выход ранее окклюдированных примесей на образующуюся поверхность, что увеличит содержание водорастворимых соединений в измельченном продукте. В свою очередь организация дополнительной стадии отмывки уже измельченного продукта не может быть признана рациональным решением вопроса вследствие трудностей с фильтрацией и промывкой ультрадисперсных частиц, усложнением технологической схемы, необходимостью утилизации промывных вод и т.п. Аналогичные проблемы возникнут и при применении измельчения в водной среде.
Наиболее близким по своей сущности к предлагаемому способу является способ получения осажденного карбоната кальция из карбоната кальция, полученного в производстве NPK-удобрений (US 6790424 В2, опубл. 14.09.2004), путем проведения следующих последовательных стадий:
- получения карбоната кальция в производстве NPK-удобрений;
- термообработки влажного карбоната кальция в течение 30-90 минут при температурах 850-950°C с получением оксида кальция СаО;
- поглощения выделяющихся при обжиге водяных паров и газов (СО2, NH3, NOx) в скруббере;
- измельчения и охлаждения продукта обжига до 40-50°С;
- гашения водой с получением суспензии известкового молока концентрацией 15…23% по твердой фазе;
- удаления из суспензии известкового молока тяжелых частиц седиментацией, или влажным рассевом через сито с размером ячеек 60-100 меш, или обоими способами;
- разбавления суспензии известкового молока до содержания твердых веществ в интервале 10…20%;
- карбонизации известкового молока при 25…45°С газовой смесью СО2-воздух с объемной долей СО2 в интервале от 25 до 75% и скоростью пропускания через суспензию 10-15 см/сек;
- выделения фильтрацией или центрифугированием осадка карбоната кальция и его сушки.
Получаемый по данному способу осажденный карбонат кальция имеет чистоту более 97%, яркость более 96%, насыпную плотность 0,40-0,65 г/мл, средний размер частиц 5-20 мкм и может быть использован в производстве пластмасс, резины, красок и других продуктов.
Недостатками способа являются сложность и многостадийность процесса, необходимость использования для получения продукта дополнительных веществ - углекислого газа и воды.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является упрощение технологии переработки карбоната кальция - побочного продукта при получении NPK-удобрений в наполнитель для применения в различных отраслях промышленности.
Технический результат заключается в упрощении способа получения карбоната кальция, удовлетворяющего требованиям к дисперсным наполнителям для пластмасс, лаков, красок и других продуктов.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе, включающем взаимодействие раствора нитрата кальция с раствором карбоната аммония, выделение и промывку осадка целевого продукта, термообработку и измельчение, термообработку карбоната кальция ведут при температуре 400-700°С.
Отличием способа является проведение термообработки при температурах 400-700°С. При этом термообработке подвергают влажный карбонат кальция после промывки или предварительно высушенный до влажности менее 1%.
Пример 1
Пробу карбоната кальция, полученного в действующем производстве NPK-удобрений, с остаточной влажностью 11,5% после фильтрации и промывки подвергают термообработке при различных температурах в муфельной печи. Время обработки поддерживают постоянным на уровне 1 часа. Пробу после термообработки измельчают в течение 10 минут в лабораторной вибрационной мельнице до дисперсности, соответствующей 100%-ному проходу через сито с размером ячеек 45 мкм. Измельченный продукт анализируют на содержание водорастворимых азотсодержащих примесей, как их общего содержания с учетом связанных форм путем полного кислотного разложения пробы, так и в поверхностно-связанной форме с использованием водной экстракции. Измеряют также показатель pH водной суспензии. Для сравнения проводится аналогичный анализ измельченной пробы карбоната кальция без предварительной термообработки. Результаты представлены в таблице 1.
Пример 2
Опыты осуществляют согласно описанию примера 1, но в качестве исходной пробы берут карбонат кальция, предварительно высушенный до содержания влаги 1% (таблица 2).
Удаление водорастворимых азотсодержащих примесей как в доступной поверхностно-адсорбированной форме, так и в связанной окклюдированной форме термообработкой позволяет получать при измельчении карбоната кальция продукт, удовлетворяющий требованиям к наполнителям по содержанию водорастворимых примесей. По-видимому, снижение содержания водорастворимых примесей обусловлено термической неустойчивостью азотсодержащих соединений при высоких температурах. Известно (Технология минеральных солей. Ч.2 / Позин М.Е и др. - Химия, 1970. - 1558 с.), что заметное разложение нитрата аммония начинается при ~150°С, а интенсивно процесс протекает при нагреве выше 200°С. При 500°С и выше нитрат кальция полностью диссоциирует на СаО и NO2.
Нижний предел заявленного интервала температуры термообработки составляет 400°С, так как при данной температуре происходит заметное снижение содержания водорастворимых веществ в полученном продукте. Верхний предел заявленного интервала ограничивается температурой 700°С, так как при более высокой температуре, как видно из результатов, заметной становится диссоциация карбоната кальция, что видно по увеличению pH.
Полученный по предлагаемому способу карбонат кальция имеет следующие физико-химический свойства: средний размер частиц ~5 мкм, остаток на сите №045 не более 0,1%, белизну ~95%, насыпную плотность 0,6-0,7 г/см3, содержание водорастворимых примесей менее 0,1% и может применяться в качестве дисперсного наполнителя при производстве пластмасс, лакокрасочных материалов и других продуктов.
Таким образом, при температуре термообработки в интервале 400…700°С обеспечивается решение поставленной задачи, причем как для влажного карбоната кальция, так и предварительно высушенного. Ограничение верхнего предела влажности сухого карбоната кальция 1% связано с ухудшением его свойств при более высокой влажности, что проявляется в потере сыпучести и комковании продукта при хранении и транспортировке.
Claims (2)
1. Способ получения карбоната кальция, включающий взаимодействие нитрата кальция с раствором карбоната аммония, выделение осадка целевого продукта из суспензии, его промывку, термообработку, измельчение, отличающийся тем, что термообработку проводят при 400-700°С.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что карбонат кальция перед термообработкой сушат до влажности менее 1%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010130105/05A RU2447024C2 (ru) | 2010-07-19 | 2010-07-19 | Способ получения карбоната кальция |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010130105/05A RU2447024C2 (ru) | 2010-07-19 | 2010-07-19 | Способ получения карбоната кальция |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010130105A RU2010130105A (ru) | 2012-01-27 |
RU2447024C2 true RU2447024C2 (ru) | 2012-04-10 |
Family
ID=45786163
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010130105/05A RU2447024C2 (ru) | 2010-07-19 | 2010-07-19 | Способ получения карбоната кальция |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2447024C2 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1456366A1 (ru) * | 1986-10-20 | 1989-02-07 | Предприятие П/Я А-1997 | Способ получени окомкованного карбоната кальци |
US20030082091A1 (en) * | 2001-10-31 | 2003-05-01 | Jasra Raksh Vir | Process for generation of precipitated calcium carbonate from calcium carbonate rich industrial by-product |
RU2265577C1 (ru) * | 2004-09-22 | 2005-12-10 | Открытое акционерное общество "Кирово-Чепецкий химический комбинат им. Б.П. Константинова" (ОАО КЧХК) | Способ получения карбоната кальция |
-
2010
- 2010-07-19 RU RU2010130105/05A patent/RU2447024C2/ru active IP Right Revival
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1456366A1 (ru) * | 1986-10-20 | 1989-02-07 | Предприятие П/Я А-1997 | Способ получени окомкованного карбоната кальци |
US20030082091A1 (en) * | 2001-10-31 | 2003-05-01 | Jasra Raksh Vir | Process for generation of precipitated calcium carbonate from calcium carbonate rich industrial by-product |
RU2265577C1 (ru) * | 2004-09-22 | 2005-12-10 | Открытое акционерное общество "Кирово-Чепецкий химический комбинат им. Б.П. Константинова" (ОАО КЧХК) | Способ получения карбоната кальция |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010130105A (ru) | 2012-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1027890C (zh) | 稀土铵双草酸盐和稀土氧化物的生产方法 | |
RU2602140C2 (ru) | Получение осажденного карбоната кальция высокой чистоты | |
US8758719B2 (en) | Process for converting FGD gypsum to ammonium sulfate and calcium carbonate | |
CN106457235B (zh) | 用于从磷石膏移除杂质和制造石膏粘合剂和产品的系统和方法 | |
JP2012530180A (ja) | 表面反応炭酸カルシウムの調製方法およびその使用 | |
CN108712999B (zh) | 在低温和常压下制备合成锂蒙脱石的方法 | |
CN103861567A (zh) | 羟基磷灰石/蔗渣活性炭的制备方法 | |
EP4087816B1 (de) | Integriertes verfahren zur herstellung eines baustoffs aus phosphorgips | |
Abisheva et al. | Technology of phosphorus slag processing for preparation of precipitated silica | |
EA010106B1 (ru) | Способ комплексного использования составляющих оливина | |
RU2447024C2 (ru) | Способ получения карбоната кальция | |
Sreedhar et al. | Shape evolution of strontium carbonate architectures using natural gums as crystal growth modifiers | |
KR102082873B1 (ko) | 고순도 수산화마그네슘의 제조방법 | |
CN101646624A (zh) | 立方体状氧化镁粉末及其制法 | |
CA2888467C (en) | Boussingaultite production process from liquid effluents containing magnesium sulphate | |
WO2021140075A1 (de) | Integriertes verfahren zur kommerziellen und industriellen verwertung von kalziumsulfat aus der phosphorsäureproduktion | |
RU2218305C1 (ru) | Способ получения тонкодисперсного химически осажденного карбоната кальция со сферической формой частиц | |
RU2472707C1 (ru) | Способ получения диоксида титана | |
RU2642577C1 (ru) | Способ выщелачивания отходов обогащенного аморфного магнезита раствором азотной кислоты | |
RU2355639C2 (ru) | Способ получения сульфата алюминия | |
KR20210063947A (ko) | 패각류를 이용한 구형 탄산칼슘 입자 제조방법 | |
Ybañez et al. | Synthesis and Characterization of Nanozeolite from Sugarcane Bagasse Ash and Its Nutrient Loading Potential | |
JPH06107414A (ja) | 高純度アルミナの製造方法 | |
RU2206508C1 (ru) | Способ получения оксида цинка | |
RU2820108C1 (ru) | Способ получения слабоагрегированного дисперсного порошка диоксида циркония |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200720 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20211213 |