轻质碳酸钙的设计方案..
轻质碳酸钙生产
专用纳米碳酸钙
橡塑专用钙 树脂油墨专用钙 ≥90 ≥85 ≤1.5 细度≤15μm 9.0~10.5
沉降体积或粒径
盐酸不溶物/% Fe含量/% Mn含量/%
2.4~2.8ml/g
≤0.1 ≤0.05 ≤0.005
≤0.1 ≤0.05 ≤0.005
2.4~2.8ml/g
≤0.01 ≤0.01 ≤0.001
50~100nm
≤0.01 ≤0.01 ≤0.001
30~70nm
≤0.01 ≤0.01 ≤0.001
化学工业出版社
二、纳米碳酸钙生产原理
⑴石灰烧制:
CaCO3 CaO CO2 Q
⑵消化反应:CaO+H2O
→ Ca(OH)2 + Q2
⑶碳化反应:Ca(OH)2
⑷过碳化反应:
5
6
碳化温度
浆液浓度
无需控制
几乎不控制
适当控制
适当控制
严格控制
严格控制
7
8 9 10
CO2浓度
活性剂 干燥温度 解聚分级
几乎不控制
无 600~700℃ 无
适当控制
必须 300℃ 必须
严格控制
必须 120~150℃ 必须
化学工业出版社
4.纳米钙与普通轻钙的性能比较
项目
一次粒径 晶形 CaCO3含量 表面改性与否 分散性 吸油值 流动性
轻质碳酸钙的生产工艺
轻质碳酸钙又称沉淀碳酸钙,简称轻钙,分子式CaCO3 ,分子量100.09。轻钙是将石灰石等原料煅烧生成石灰(主要成分为氧化钙)和二氧化碳,再加水消化石灰生成石灰乳(主要成分为氢氧化钙),然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀,最后经脱水、干燥和粉碎而制得。或者先用碳酸纳和氯化钙进行复分解反应生成碳酸钙沉淀,然后经脱水、干燥和粉碎而制得。由于轻质碳酸钙的沉降体积(2.4-2.8mL/g)比重质碳酸钙的沉降体积(1.1-1.4mL/g)大,所以称之为轻质碳酸钙。
选含钙高的矿石入窑煅烧成石灰,经筛去煤渣后水洗得氢氧化钙水溶液,泵入反应釜中,抽窑中煅烧的尾气既二氧化碳入反应釜,中和至PH值到接近中性,加人磷酸直至PH值中性,泵入离心机中脱水后烘干、研磨成不同目数的轻质碳酸钙粉。
轻质碳酸钙生产工艺主要分为两种:间歇鼓泡式碳化工艺,连续喷雾式碳化工艺。
1、传统轻质碳酸钙的生产方法
传统轻质CaCO3生产工艺工业中轻质碳酸钙传统生产工艺是以石灰石为原料,石灰石在超过900℃煅烧,生成生石灰并释放出CO2。其生产工艺程为:石灰缎烧—熟石灰消化—石灰乳碳化—固液分离—干燥—包装。
2、钢渣生产轻质CaCO3工艺
钢渣醋酸法生产轻质CaCO3的工艺为:醋酸介质将钙离子从钢渣中提取出来、硅的去除、CO2的溶解与碳酸化反应、纯净碳酸钙沉淀生成及过滤分离4个过程。
3、硝酸浸取磷石膏钙渣制备高品质轻质碳酸钙
粗制Ca(NO3)2溶液:用适量硝酸溶液浸取磷石膏钙渣,反应至无气泡产生,过滤,除去硝酸不溶物,得到含杂质的粗制Ca(NO3)2溶液.杂质主要成分是Fe(NO3)3、Al(NO3)3、Mn(NO3)2等可溶性硝酸盐,以及SO2-4、PO3-4等阴离子。精制Ca(NO3)2溶液:在粗制Ca(NO3)2溶液中通入NH3,调节溶液pH值,进行调碱除杂.此时,溶液中的Al3+、Fe3+、Mn2+等阳离子生成氢氧化物而不溶,SO2-4、PO3-4等阴离子生成钙盐而不溶,过滤将这些干扰杂质除去,得到精制Ca(NO3)2溶液.碳化:将精制后的Ca(NO3)2溶液稀释到一定体积转移至四颈烧瓶中,控制反应温度,以及NH3和CO2气体的流量,进行碳化.洗涤:将沉淀过滤,进行多次洗涤,至滤液中无硝酸根离子为止。干燥:将洗涤后的沉淀在120℃的烘箱中干燥2h即可得到轻质碳酸钙产品。
制备轻质碳酸钙的方法及优点
制备轻质碳酸钙的方法及优点
制备轻质碳酸钙的方法主要有两种:
1. 碳酸钙水解法:将石灰石或白垩粉加入水中反应,生成碳酸钙,并通过过滤、浓缩和干燥等步骤得到轻质碳酸钙。优点是操作简单、成本较低,适用于大规模工业生产。
2. 气相法:通过石灰石或白垩粉的煅烧反应,生成二氧化碳和氧化钙,再与水反应生成碳酸钙,最后通过收集和干燥等步骤得到轻质碳酸钙。优点是反应速度快、产物纯度高,适用于小规模或实验室生产。
轻质碳酸钙的优点有以下几个方面:
1. 轻质:轻质碳酸钙比传统钙粉的比重低,具有较小的密度。这使得轻质碳酸钙在一些工业应用中具有更高的优势,如轻质混凝土的制备、建筑材料的节约等。
2. 纯度高:制备轻质碳酸钙时,通过选择纯度较高的石灰石或白垩粉作为原料,可以获得较高纯度的碳酸钙产物。这有利于在一些精细化工领域的应用,例如制药工业中的药品配方、食品工业中的添加剂等。
3. 环保:制备轻质碳酸钙的过程中,使用的原料可以通过再生循环,减少对自然资源的消耗。与传统的重质钙粉相比,轻质碳酸钙的制备过程中产生的固体废弃物较少,环境负担较小。这符合可持续发展的理念。
关于编制轻质碳酸钙项目可行性研究报告编制说明
轻质碳酸钙项目
可行性研究报告
编制单位:北京中投信德国际信息咨询有限公司编制时间:
高级工程师:高建
关于编制轻质碳酸钙项目可行性研究报告
编制说明
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2、客户可联系我公司,协助编写完成可研报告,可行性研究报告大纲(具体可跟据客户要求进行调整)
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专
业
撰写节能评估报告资金申请报告项目建议书
商业计划书可行性研究报告
目录
第一章总论 (1)
1.1项目概要 (1)
1.1.1项目名称 (1)
1.1.2项目建设单位 (1)
1.1.3项目建设性质 (1)
1.1.4项目建设地点 (1)
1.1.5项目主管部门 (1)
1.1.6项目投资规模 (2)
1.1.7项目建设规模 (2)
1.1.8项目资金来源 (3)
1.1.9项目建设期限 (3)
1.2项目建设单位介绍 (3)
1.3编制依据 (3)
1.4编制原则 (4)
1.5研究范围 (5)
1.6主要经济技术指标 (5)
1.7综合评价 (6)
第二章项目背景及必要性可行性分析 (7)
2.1项目提出背景 (7)
2.2本次建设项目发起缘由 (7)
2.3项目建设必要性分析 (7)
2.3.1促进我国轻质碳酸钙产业快速发展的需要 (8)
2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措 (8)
2.3.3满足我国的工业发展需求的需要 (8)
2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求 (8)
轻质碳酸钙的应用及其发展前景
轻质碳酸钙的应用及其进展前景
1轻质碳酸钙的理化性质
轻质碳酸钙又称沉淀碳酸钙(简称PCC)。它的化学式为CaCO3,
它与全部的强酸发生反应,生成水和相应的钙盐(如氯化钙CaCl2),
同时放出二氧化碳。在常温(25℃)下,轻质碳酸钙在水中的浓度积为8.7/1029、溶解度为0.014;轻质碳酸钙水溶液的pH值为9.5—10.2;
空气饱和轻质碳酸钙水溶液的pH值为8.0—8.6;轻质碳酸钙无毒、无臭、无刺激性,通常为白色,相对密度为2.7—2.9,沉降体积2.5ml/g
以上,比表面积为5m2/g左右。
轻质碳酸钙的特点:1、颗粒形状规定,可视为单分散粉体;2、
粒度分布较窄;3、粒径小。轻质碳酸钙的形状依据碳酸钙晶粒形状的
不同,可将轻质碳酸钙分为纺锤形、立方形、针形、链形、球形、片形
和四角柱形碳酸钙,这些不同晶形的碳酸钙可由掌控反应条件制得。
轻质碳酸钙按其原始平均粒径(d)分为:微粒碳酸钙(5m)、微
粉碳酸钙(1—5m)、微细碳酸钙(0.1—lm)、超细碳酸钙(0.02—
0.1m)、超微细碳酸钙(0.02m)。轻质碳酸钙颗粒微细、表面较粗糙,比表面积大,因此吸油值较高,为60—90ml/100g左右。在纯碱水溶液
中加人消石灰即可生成碳酸钙沉淀,并同时得到烧碱水溶液,最后碳酸
钙沉淀经脱水、干燥和粉碎便制得轻质碳酸钙。
2轻质碳酸钙与重质碳酸钙的区分
碳酸钙产品分为重质碳酸钙和轻质碳酸钙。重质碳酸钙生产是采
纳白度和纯度均较高的优质天然石灰石矿经机械研磨的物理方法加工而成。轻质碳酸钙是通过石灰石的锻烧、消化、碳化等一系列化学工艺过
年产10万吨轻质碳酸钙项目可行性研究报告
年产10万吨轻质碳酸钙项目可行性研究报告
第一章概述
年产10万吨轻质碳酸钙项目是中宁县新世纪冶炼有限公司投资设立的中宁县新世纪钙业有限公司依托地方资源优势和本公司生产电石的石灰石和自制白灰的有利条件,新建的一个资源综合利用率高、节能减排效果好、经济效益显著的项目。项目建设对推动和促进西部碳酸钙行业的发展,提升碳酸钙行业和其他相关产业的产品质量都具有很好的作用,尤其是对保护环境和节能减排有着非常重要的现实意义。
1.1 项目提要
1.1.1 项目名称:年产10万吨轻质碳酸钙项目
1.1.2 项目性质:新建
1.1.3 项目单位
a) 建设单位:中宁县新世纪钙业有限公司
b) 投资单位:中宁县新世纪冶炼有限公司
c) 技术依托单位:唐山化工机械有限公司
b) 法定地址:宁夏中宁县宁新工业园区
c) 法人代表:毛文涛
d) 建设地点:中宁县新工业园区
e) 项目属地:宁夏中宁县
f) 主管单位:中宁县工业商务和安全生产监督管理局
1.2 项目简介
1.2.1 建设内容
a) 建设一条年产10万吨轻质碳酸钙生产线。购置配套生产线的成套工装设备、自控设备、辅助设备。
b) 将原中宁县新世纪冶炼有限公司的石灰回转窑和立窑改造建设成
为一条日产500吨的氧化钙(白灰)生产线。
c) 配套建设年产10万吨轻质碳酸钙的生产、办公及辅助基础设施和自控设施。
d) 完成生产车间、辅助设施等基础设施建设12000m2。
1.2.2 建设规模
a) 建设1条高标准轻质碳酸钙生产线,形成年产轻质碳酸钙10万吨的生产能力。
b) 改造建设原中宁县新世纪冶炼有限公司的石灰回转窑和立窑,形成日产500吨的高标准白灰生产线。
轻质碳酸钙实验的设计方案
轻质碳酸钙的制备的设计方案
一.实验目的
1.了解轻质碳酸钙的工业制备方法
2.熟悉一些常见工业仪器的用法
3.对轻质碳酸钙有一定的认识
二.实验原理
轻质碳酸钙(CaCO3)是一种重要的无机粉体材料。具有价格低、原料广、无毒无害等优点,被广泛应用于塑料、橡胶、造纸、涂料、油墨、化妆品等行业作为填料,起到增加体积、降低成本的作用。研究表明,不同晶型、不同粒度碳酸钙具有不同性质,纳米级超细碳酸钙由于具有较大比表面,因而具有较好的补强特性。
轻质碳酸钙的生产方法有多种,有碳化法、纯碱(Na2CO3)氯化钙法、苛化碱法、联钙法、苏尔维(Solvay)法。本实验采用碳化法,以生石灰CaO为原料,经消化、碳化、过滤、干燥、粉碎而成,涉及的主要反应为:
用水消化氧化钙生成石灰乳:
CaO+H2O=Ca(OH)2
用二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀和水:
Ca(OH)
+ CO2= CaCO3↓+H2O
2
三.实验仪器和药品
药品: CO2、生石灰、1.0%酚酞酒精指示剂、冰块、
仪器:消化池、泵、碳化塔、三级筛、旋液分离器、板框过滤机、洞道干燥机、波美度计
四.实验步骤
1.生石灰消化:
称取一定量的生石灰放入消化池中,按照H2O:CaO(质量比)为5:1的比例用80℃左右的热水在消化池进行消化,搅拌至消化基本完全时,静置冷却60min,再搅拌10min后就可以放出石灰乳。
2.石灰乳的精制:
用冷水将粗灰乳的浓度调和到约13Bé后,用泵将粗灰乳送入三级筛过筛,然后再送入旋液分离器再次进行分离,得到精制石灰乳并进行陈化。
3.碳化:
将配制定量浓度12Bé的Ca(OH)2悬浮液先进行预冷或加热至某温度(10~40℃),加入到碳化塔中,前期控制温度(如加入冰袋控制至30-40℃).然后通入CO2和空气的混合气体(其中CO2气体为100ml/h,空气为250ml/h左右),在反应后期温度控制在50-60℃。从碳化塔底部的采样口先放掉沉积在管口内的悬浮液后,再放出约100ml的悬浮液与500ml的烧杯中,静置约一分钟后向悬浮液中滴入2滴1.0%酚酞酒精指示剂并振摇,若呈红色则碳化未完全,若无色则到达终点,应该测两次。然后再碳化10min后停止。
碳酸钙生产工艺的轻质碳酸钙制取方法
碳酸钙生产工艺的轻质碳酸钙制取方法
轻质碳酸钙的生产按照碳化工艺分,目前工业化的主要有间歇鼓泡碳化工艺,多级鼓泡碳化工艺,连续喷雾碳化工艺,超重力碳化工艺四种。
1 间歇鼓泡碳化法
利用塔内有效液面高度形成的静压,使压缩后的CO2气体由塔底部经过气体分布器后进入碳化塔,与悬浮液充分混合,由于气液密度差异使气泡自行由塔底上升至塔顶排出,CO2在上升过程中与悬浮液接触溶解并完成碳化吸收反应。该过程中气泡越小,分散越好,碳化速度也就越快,CO2吸收效率也就越高,由于气泡在上升过程中所受的压力逐渐减小,气泡逐渐膨胀,静压差越大(即塔内有效液面越高),气泡的体积变化也就越大,较大的气泡减小了气液接触面积,从而降低了碳化反应的速度和CO2的吸收效率。
鼓泡碳化反应器有三种形式:以罗茨鼓风机为打气装置的罐式碳化反应器;以压缩机为打气装置的碳化塔;带强制搅拌的碳化塔。
以罗茨鼓风机为打气装置的罐式碳化反应器,由于罗茨鼓风机可提供的气体压力较小,但打气量比较大,不能支持较高的悬浮液液面高度,因此,这种反应器设计成直径较大、高度较小的矮、粗、胖的罐式碳化反应器。由于液位较低,气体在碳化罐内的上升距离也就小,气液接触时间较短,CO2的吸收效率较低,使得碳化时间加长。
以压缩机为打气装置的碳化反应器为细高形的碳化塔。因为压缩机提供的压缩气体压力较高,打气量相对较小,能支持较高的液位而不能支持较大直径的碳化塔。故此设计成细高形的。这种碳化塔气液接触时间较长,CO2吸收比较充分,效率较高。
带搅拌鼓泡碳化塔主要靠搅拌器的叶片以及反应器内的多孔气体分配器对CO2气体进行分散剪切。气体在反应体系内分布均匀,并且气泡较小,利于吸收,故反应速度较快,由于受设备制造的限制,一般塔的高度较低,为达到一定的生产能力,必需将直径加大。一般的带强制搅拌碳化塔的直径比罐式碳化反应器小,高度比它高。直径和高度都介于罐式碳化反应器和细高形碳化塔之间。此种碳化所用的打气装置一般为压缩机。
轻质碳酸钙的工艺流程
轻质碳酸钙的工艺流程
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年产5万吨的轻质碳酸钙项目可行性研究报告
轻质碳酸钙是一种重要的工业原材料,具有广泛的用途和市场需求。
为了评估年产5万吨轻质碳酸钙项目的可行性,我们进行了以下研究报告。
一、项目背景和目标
轻质碳酸钙广泛应用于橡胶、塑料、建筑材料、涂料、造纸和化妆品
等行业。本项目的目标是建设一套年产5万吨的轻质碳酸钙生产线,以满
足市场需求。
二、市场分析
目前,全球轻质碳酸钙市场需求稳定增长。预计未来几年内,轻质碳
酸钙的需求将保持增长势头。同时,国内市场对环保型、高质量的轻质碳
酸钙的需求也在不断增加。
三、技术和生产能力分析
本项目采用先进的湿法生产工艺,可以实现高效率的生产。生产线的
设计能力为每年5万吨,达到市场需求。
四、投资分析
项目总投资为XX万元,其中固定资产投资XX万元,流动资金XX万元。根据市场需求和预计销售额,我们预计项目投资将在XX年内收回。五、财务分析
根据市场需求和预计销售额,我们预计年产值约为XX万元,净利润
可达XX万元。同时,我们也进行了风险评估,保证项目的可持续发展。六、社会效益分析
本项目不仅可以带动当地经济发展,还能提供就业机会,促进当地经济增长。此外,减少了对化石燃料的依赖,有利于环境保护。
七、风险分析
项目建设过程中可能会存在技术风险、市场风险和政策风险等因素。但是,我们有信心通过科学合理的管理和控制,降低风险并确保项目顺利进行。
八、可行性结论
根据市场需求、技术分析、投资分析和财务分析等综合因素,我们认为年产5万吨轻质碳酸钙项目具有良好的市场前景和可行性。我们推荐继续推进项目的实施,以实现经济效益和社会效益的双丰收。
(整理)轻质碳酸钙项目分析及节能方案
******有限公司
年产50万吨轻质碳酸钙项目节能方案
2012年12月3日
第一章项目单位及项目概况
第一节项目申报单位情况
******有限公司系私营企业,座落在******,总投资3600万元,占地60亩,年产轻质碳酸钙50万吨。该项目所用原材料—石灰石产于******,品位较高,储存量较大,能生产出高品位轻质碳酸钙,为地方经济起到促进作用。
第二节项目提出的背景
轻质碳酸钙行业是归属无机盐领域,是纳米碳酸钙其中的一部分。与国外相比,我国轻质碳酸钙的差距还较大,但随着国外先进设备和技术的引进,以及国内自主开发力度的加大,我国纳米碳酸钙产业必将能够快速发展,并将促进我国塑料、橡胶等产业向前发展。轻质碳酸钙作为一种重要的无机化工产品,应用十分广泛。粒径在10-100 nm的纳米碳酸钙添加至橡胶、塑料等有机介质中可起增强补韧作用,可制得机械性能良好的复合材料。
由于纳米碳酸钙和轻质碳酸钙行业发展高度相关, 轻质碳酸钙由于下游需求的带动呈快速发展的态势。轻质碳酸钙主要功能是无机填料,广泛用于橡胶、塑料、造纸、涂料、油墨、建材、日用化工、医药、食品、饲料等行业,随着上述行业高速发展,轻质碳酸钙产品向着粒径超细化,晶型多样化及表面改性方向发展,使其既具有填充作用又具有补强性。中国轻质碳酸钙生产企业260家,轻质碳酸钙生产能力近2000千吨/年,超细钙50千吨/年,每年进口超细专用碳酸钙12.0万吨以上。超细碳酸钙在欧美等发达国家的消费占全部轻钙产品的一半,而且专业化率很高。目前中国塑料加工量在10000千吨/年,轻质碳酸钙大约需1000千吨/年以上;中国纸张需要量达到44000千吨/年。中国镇江、常熟、江阴、浙江、宁波及天津等地正在建设几十万吨级的造纸厂,碳酸钙总量需求将达到3000千吨/年,涂料、橡胶等行业碳酸钙需求量也很大,其潜在市场更大。根据目前市场需求及预测,超细碳酸钙近期需求约500千吨/年,使用量呈年均20%递增,有广阔的市场前景。
关于编制轻质活性碳酸钙项目可行性研究报告编制说明
轻质灰钙粉项目
可行性研究报告
编制单位:北京中投信德国际信息咨询有限公司编制时间:
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关于编制轻质灰钙粉项目可行性研究报告
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第一章总论 (1)
1.1项目概要 (1)
1.1.1项目名称 (1)
1.1.2项目建设单位 (1)
1.1.3项目建设性质 (1)
1.1.4项目建设地点 (1)
1.1.5项目主管部门 (1)
1.1.6项目投资规模 (2)
1.1.7项目建设规模 (2)
1.1.8项目资金来源 (3)
1.1.9项目建设期限 (3)
1.2项目建设单位介绍 (3)
1.3编制依据 (3)
1.4编制原则 (4)
1.5研究范围 (5)
1.6主要经济技术指标 (5)
1.7综合评价 (6)
第二章项目背景及必要性可行性分析 (7)
2.1项目提出背景 (7)
2.2本次建设项目发起缘由 (7)
2.3项目建设必要性分析 (7)
2.3.1促进我国轻质灰钙粉产业快速发展的需要 (8)
2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措 (8)
2.3.3满足我国的工业发展需求的需要 (8)
2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求 (8)
轻质碳酸钙生产工艺
轻质碳酸钙生产工艺
轻质碳酸钙是一种常见的无机化合物,具有广泛的应用领域,例如制作建筑材料、制药、食品添加剂等。以下是一种常用的轻质碳酸钙生产工艺流程的简要介绍。
首先,原料准备。轻质碳酸钙的主要原料是石灰石(CaCO3)。石灰石经过破碎、研磨处理,使其颗粒大小适合反应使用。
其次,往石灰石中加入足量的水,并加热至适当温度。这一步骤是为了使石灰石与水发生反应,生成氢氧化钙(Ca(OH)2)。
然后,将氢氧化钙与二氧化碳(CO2)进行反应,生成轻质碳酸钙。当二氧化碳通过氢氧化钙时,会与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水。这一反应需要在适当的温度和压力条件下进行,通常在170°C~200°C和2-3兆帕的压力下进行。
接下来,将产生的轻质碳酸钙沉淀进行过滤、洗涤和干燥处理。通过过滤,可以去除其中的杂质;通过洗涤,可以去除残留的碳酸钙和杂质;通过干燥,可以使碳酸钙颗粒达到所需的含水率。
最后,对于特殊要求的轻质碳酸钙产品,还可以进行进一步的处理,例如粉碎、分级等,以满足不同行业的需求。
需要注意的是,整个生产过程需要对温度、压力、反应时间等参数进行严格控制,以确保产物的质量。同时,也需要对副产物和废水进行处理,以符合环保要求。
总体而言,轻质碳酸钙的生产工艺是一个相对简单的过程。通过合理选择原料和进行适当的反应条件,可以高效地生产出满足不同需求的轻质碳酸钙产品。这一工艺在实际应用中被广泛采用,为各行业提供了优质的原材料。
轻质碳酸钙的制取
轻质碳酸钙的制取
碳酸钙(CaCO3)是一种广泛应用的无机盐。它可用于水泥、钢铁、陶瓷、石灰、造纸等工业领域。在医药、化工、食品等领域,碳酸钙也有各种应用。由于碳酸钙具有较高的比表面积和一些独特的物理和化学特性,因此制备轻质碳酸钙已经成为一种研究重点。本文将介绍几种制备轻质碳酸钙的方法。
1. 溶液法
将钙盐和碳酸盐分别溶解于适当的溶液中,使用氧化镁(MgO)作为中和剂,在常温常压下混合两种溶液,生成沉淀。当反应结束后,通过过滤、干燥和煅烧等过程,制备出轻质碳酸钙。
2. 液相碳化法
液相碳化法是一种将气态二氧化碳(CO2)溶于水中的过程。来自制备碳酸锶和碳酸钡的CO2溶解和碳化反应的研究表明,液相碳化法可制备出均匀分布的纳米粒子,这些粒子与空气形成一个连续的多孔结构,起到轻质化的效果。
3. 气相法
气相法是将碳酸钙的颗粒通过高温处理,使用二氧化碳气体对其进行还原反应,生成轻质碳酸钙的一种方法。在夹杂着硫酸盐等杂质的原材料中制备轻质碳酸钙,可以创造出低硫低灰的环保产品。
4. 溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶法是一种制备出纳米级无定形材料的技术。其制备的轻质碳酸钙微粒的大小、形状和分散程度具有优越的可控性和抗湿性。利用该技术,可获得形态与大小不同的碳酸钙微粒,由于其较少的牵连矩阵性质,可提供更好的电学性质。
结论
通过以上四种方法,可以得到不同形态、大小的轻质碳酸钙微粒。碳酸钙制备的轻质化对于商业应用非常重要,如在航空航天或汽车零部件中,制造出轻质、高强度且耐高温的材料具有很大的优势。此外,每一种制备方法都有其自身的优点和限制,可以根据需要选取合适的制备技术。
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轻质碳酸钙的过滤和干燥实验
化工10*班 ***
组员:*** *** ***
一、实验目的
1.对轻质碳酸钙有一定的认识
2.了解轻质碳酸钙的工业制备方法
3.熟悉板框过滤机的结构和操作方法
4.了解洞道式干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法
5.学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法
二、实验原理
1.轻质碳酸钙(CaCO
3
):一种重要的无机粉体材料。具有价格低、原料广、无毒无害等优点,被广泛应用于塑料、橡胶、造纸、涂料、油墨、化妆品等行业作为填料,起到增加体积、降低成本的作用。研究表明,不同晶型、不同粒度碳酸钙具有不同性质,纳米级超细碳酸钙由于具有较大比表面,因而具有较好的补强特性。
轻质碳酸钙的生产方法有多种,有碳化法、纯碱(Na2CO3)氯化钙法、苛化碱法、联钙法、苏尔维(Solvay)法。本实验采用碳化法,以生石灰CaO为原料,经消化、碳化、过滤、干燥、粉碎而成,涉及的主要反应有:
用水消化氧化钙生成石灰乳:CaO+H
2O=Ca(OH)
2
用二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀和水:Ca(OH)
2+ CO2= CaCO
3
↓+H
2
O
2.板式过滤的原理:
过滤是利用能让液体通过而截留固体颗粒的多孔介质(滤布和滤渣),使悬浮液中固体、液体得到分离的单元操作。过滤操作本质上是流体通过固体颗粒床层的流动,所不同的是,该固体颗粒床层的厚度随着过滤过程的进行不断增加。过滤操作分为恒压过滤和恒速过滤。当恒压操作时,过滤介质两侧的压差维持不变,单位时间通过过滤介质的滤液量不断下降;当恒速操作时,即保持过滤速度不变。
恒压过滤方程
θ
K
q
e
=
+2
2
(1)
式中:q——单位过滤面积获得的滤液体积(m3 /m2 );V——滤液体积(m3)
A——过滤面积(m2);
e q ——单位过滤面积上的虚拟滤液体积(m 3 /m 2 )
θ——实际过滤时间(s); K ——过滤常数(m2 / s)
由式(1)得:
(2)
式(2)表明,恒压过滤时q /θ与q 之间为线性关系。实验中记录下不同过滤时间θ内的单位面积滤液量q ,将θ/q 对q 作图,可得一直线,其斜率为1/K ,而截距为K q e /2。 3.洞道式干燥的原理:
干燥是利用热量去湿的一种方法,它不仅涉及到气、固两相间的传热与传质,而且涉及到湿分以气态或液态的形式自物料内部向表面传质的机理。由于物料的含水性质和物料形状的差异,水分传递速率的大小差别很大,概括起来,它受到物料及其含水性质,干燥介质的性质、流速,干燥介质与湿物料接触方式等各种因素的影响。按干燥过程中空气状态参数是否变化,可将干燥过程分为恒定干燥条件操作和非恒定干燥条件操作两大类。本次实验采用恒定干燥条件操作。
干燥速率的定义为单位干燥面积
(提供湿分汽化的面积)、单位时间内所除去的湿分质量。即:
(3)
式中:U ——干燥速率,又称干燥通量,kg/(m2s); A ——干燥表面积,m2;
W ——汽化的湿分量,kg ; τ——干燥时间,s ; G C ——绝干物料的质量,kg ;
X ——物料湿含量,kg 湿分/kg 干物料,负号表示X 随干燥时间 的增加而减少。 干燥速率的测定方法:将湿物料试样置于恒定空气流中进行干燥实验,随着干燥时间的延长,水分不断汽化,湿物料质量减少。若记录物料不同时间下质量G ,直到物料质量不变为
止,也就是物料在该条件下达到干燥极限为止,此时留在物料中的水分就是平衡水分X*。再将物料烘干后称重得到绝干物料重GC ,则物料中瞬间含水率X 为: (4)
计算出每一时刻的瞬间含水率X ,然后将X 对干燥时间τ作图,即为干燥曲线。 由已测得的干燥曲线求出不同X 下的斜率τd dX ,再由式(3)计算得到干燥速率U ,将U 对X 作图,就是干燥速率曲线。
K q q K q e 21
+=θτ
τ
Ad dX G Ad dW U C -
==
C
C
G G G X -=
三、实验仪器和药品
药品:CO2、生石灰、1.0%酚酞酒精指示剂、冰块、
仪器:消化池、泵、碳化塔、三级筛、旋液分离器、板框过滤机、洞道干燥机、温度计实验装置:
1、板式过滤器的板框结构图:
图1 板框结构图
2、板式过滤器结构图:
图2 过滤结构图
3、洞道式干燥器结构图:
图3 干燥结构图
1.中压风机;
2.孔板流量计;
3.空气进口温度计;
4.重量传感器;
5.被干燥物料;
6.加热器;
7.干球温度计;
8.湿球温度计;
9.洞道干燥器; 10.废气排出阀;
11.废气循环阀; 12.新鲜空气进气阀; 13.干球温度显示控制仪表; 14.湿球温度显示仪表;15.进口温度显示
仪表; 16.流量压差显示仪表; 17.重量显示仪表; 18.压力变送器
四、实验步骤
1.生石灰消化:
称取一定量的生石灰放入消化池中,按照H
2
O:CaO(质量比)为5:1的比例用80℃左右的热水在消化池进行消化,搅拌至消化基本完全时,静置冷却60min,再搅拌10min后就可以放出石灰乳。
2.石灰乳的精制:
用冷水将粗灰乳的浓度调和到约13Bé后,用泵将粗灰乳送入三级筛过筛,然后再送入旋液分离器再次进行分离,得到精制石灰乳并进行陈化。
3.碳化:
将配制定量浓度12Bé的Ca(OH)
2
悬浮液先进行预冷或加热至某温度(10~40℃),加入到碳
化塔中,前期控制温度(如加入冰袋控制至30-40℃).然后通入CO
2和空气的混合气体(其中CO
2
气体为100ml/h,空气为250ml/h左右),在反应后期温度控制在50-60℃。从碳化塔底部的采样口先放掉沉积在管口内的悬浮液后,再放出约100ml的悬浮液到500ml的烧杯中,静置约一分钟后向悬浮液中滴入2滴1.0% 酚酞酒精指示剂并振摇,若呈红色则碳化未完全,若