氫氧化鈣加工過程：

涉及一種通過熟化細碎或磨碎的軟燒石灰來生產(chǎn)干氫氧化鈣的方法，其中石灰與由水和反應(yīng)延遲有機溶劑組成的熟化液體強烈且均勻地混合。盡管石灰消解和石灰燃燒的過程眾所周知并被廣泛使用，但所涉及的基本機制的細節(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程并且可能是不希望的、更顯著的初級顆粒團聚的原因。在工業(yè)過程中，由于團聚而形成的所謂砂粒必須通過篩分或篩分與更需要的反應(yīng)產(chǎn)物分離。當前生產(chǎn)操作中獲得的氫氧化鈣是幾個重疊反應(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)過程中，初始混合物從開始的水懸浮液通過固相，結(jié)尾分解形成細碎的終產(chǎn)物。

這種熟化反應(yīng)過程只能在使用較硬的生石灰時觀察到，尤其是在間歇操作中。各個階段的時間非常短，無法以更高的吞吐率在大規(guī)模工業(yè)規(guī)模上進行分離。這尤其適用于主要使用軟生石灰質(zhì)量的當前操作。在這樣的操作中，熟化階段幾乎同時發(fā)生，一個接一個或并行發(fā)生，這意味著即使大型工業(yè)設(shè)備可能設(shè)計為多個階段，也不能影響或控制反應(yīng)。這也與反應(yīng)沒有被蒸發(fā)的水減慢，而是被加速的事實有關(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，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，并且在個別點可能大大超過所需的溫度范圍。同時，蒸汽的形成導(dǎo)致蒸汽消解，這對結(jié)果具有不利影響，因為由此形成反應(yīng)性降低的氫氧化鈣。盡管工業(yè)石灰熟化設(shè)備是為“多個階段”設(shè)計的，因此無法利用精確反應(yīng)控制的優(yōu)勢，但無法將各個階段分開并優(yōu)化執(zhí)行。

此外，眾所周知，通過向消解水中加入有機溶劑可以延緩反應(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，使用有機溶劑來調(diào)節(jié)熟化速率的加速僅在實驗室規(guī)模上完成。根據(jù) Backman 的說法，鑒于在工業(yè)規(guī)模上需要大量支出，通常認為必須忽略使用有機溶劑進行的熟化過程。因此，沒有其他公開的數(shù)據(jù)表明如何設(shè)計這種工藝以用于工業(yè)開發(fā)。研發(fā)的一個目的是通過在時間和空間方面的分離來控制石灰干法熟化中的各個反應(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)，該目的通過在混合容器中在低于45°C的溫度下進行由30至50體積份水和70至50體積份有機溶劑組成的熟化液與石灰的混合來實現(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)容器中通過加熱裝置將混合物加熱至50°C至70°C的溫度，并在另一個反應(yīng)容器中進行結(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反應(yīng)容器中的結(jié)尾反應(yīng)溫度達到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。在多個反應(yīng)容器中進行該過程允許連續(xù)生產(chǎn)過程。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存時發(fā)生變化。優(yōu)選地，該方法以這樣的方式設(shè)計，即通過犁刀混合器、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)性的精細分散的氫氧化鈣。在加工細石灰時，即使石灰的反應(yīng)性非常高，也不會產(chǎn)生任何類型的砂粒。在加工細碎或顆粒狀生石灰時，該過程中形成的砂礫量僅為傳統(tǒng)熟化設(shè)備中形成量的 1/3 左右。