次氯酸钙生产工艺优化

次氯酸钙生产工艺优化

1消石灰品质

作为制备灰浆的原料，消石灰的品质即石灰石中Ca(OH)2的含量对漂粉精有效氯含量有较大影响。原料氢氧化钙的纯度是漂粉精的有效氯含量的重要影响因素，一般来讲，二者成正比关系。氢氧化钙带入的杂质主要有也会与氯气反应生成Mg(C1O)2，但Mg(C1O)2不稳定，在加热干燥的过程中极易分解，从而造成有效氯的损失;其他杂质一方面阻碍Ca(C10)2的晶体生长，另一方面在漂粉精中占据一定的含量，这些都使漂粉精的有效氯含量下降。所以在灰浆制备前，先测量消石灰中Ca(OH)2的含量，从而计算需要放入混灰罐中消石灰的质量。

通过实验得到G=3.5008g、V总=50mL,V=12.75m1,M=0.025mo1/L。Ca(OH):含量按下式计算:

按照上述数据计算，Ca(OH):的含量为98.5%。符合实验要求。

1.2氯化反应

在氯化反应过程中，石灰浆中会析出小六角棱形晶体，该晶体会持续成长。随着搅拌的进行。大晶体会被破碎，开始出现针型晶体。在针型晶体出现时加入母液，使反应中的氢氧化钙含量保持为300g/L。最终会生成破板状大针形结晶，待所有的晶体均为大针形结晶时即为氯化反应终点，此时停止通入氯气。依次套用母液进行实验，套用次数不得少于6次。对6批制得的次氯酸钙产品进行有效氯和水分分析，结果如表1和表2所示。由表1和表2中可以得到，在正常的生产条件下，使用钙法工艺分析纯原料，在实验室产品有效氯可达到63.5%，含水量可达到2.5%左右。批量化生产中产中，产品有效氯可达到58.0%，含水量可达到2.4%左右。因为批量生产过程中原料的品质下降，杂质较多，在反应过程中，杂质会引起较多的副反应的发生从而促进己生成的次氯酸钙产品的分解，造成产品的有效率含量比分析纯原料得到的产品的有效氯含量低。而且在批量生产过程中，温度、压力等条件不易及时进行调控，这也是造成产品有效率含量降低的主要原因。

表1钙法工艺生产产品的有效氯含量

表2钙法工艺生产产品的水分含量

2实验室钠法生产工艺实验结果与分析

2.1纯品原料实验结果

2.1.1氯化温度的确定

氯化反应温度是影响漂粉精产品的有效氯含量的重要因素，氯化反应温度存在最优值，即该温度下，产品的有效氯含量最高。而氯化温度过高或过低时，产品的有效氯含量均会明显降低。原因是当氯化

反应温度较低时，产品容易生成，一种六棱柱形三重盐，导致漂粉精的有效氯含量降低;当氯化温度较高时，容易导致漂粉精主要成分次氯酸钙分解，进而导致漂粉精的有效氯含量降低。实验先初步确定液体烧碱的浓度为30%，然后对氯化温度进行分析，得到最优的氯化温度。在选取的四组氯化反应温度下，漂粉精有效氯含量和水分含量的分析结果见图1所示。

图1氯化反应温度对分析纯级原料制备的漂粉精有效氯含量和水分含量的影响。分析上述实验结果可以看出，漂粉精的有效氯含量随着氯化温度的增加而增加，水分含量随着温度的增加而降低。当氯化温度达到40℃时，平均有效氯含量为69.9%，水分含量为5.1%。根据以上实验结果，得到最佳反应温度为40℃。不同的生产温度得到的产品的晶型不同，通常反应温度在20-30℃时会生成Ca(C10)2 2H2O，反应开始时为较薄的具有四角的板状结构，随着反应时间的增加，该晶体会

长大，形成50-200um大的“书页”状(糕点馅饼状)薄层重合着的晶体。该物质的理论有效氯含量在99%左右，所以40℃时生成的Ca(C1O)2 2H2O含量最高，产品的有效率含量也最高。

2.1.2烧碱浓度的确定

烧碱浓度是影响漂粉精产品的有效氯含量的另一个重要因素，在选定的反应温度即40℃的情况下，进行不同浓度烧碱的实验，以确定最佳浓度烧碱浓度存在最佳值，即烧碱在该浓度下，产品的有效氯含量最高。当烧碱浓度较低或者较高时，所得产品的有效氯含量都不够高。当烧碱浓度较低时，造成次氯酸钙的过饱和度较小，易出现非均相成核，即在次氯酸钙的晶体中，有可能包有氢氧化钙的粒子，导致漂粉精的有效氯含量降低。当烧碱浓度较高时，一方面由于悬浮液过于粘稠，导致氯化反应不够均匀，局部参加氯化反应，即与通氯管口距离近的悬浮液参与反应，而与通氯管口距离远的悬浮液却没有参与反应;另一方面由于悬浮液浓度较大，析出的副产物氯化钠也会比较多，上述原因都会使漂粉精的有效氯含量下降。故确定烧碱的浓度尤为重要。图2显示的是烧碱浓度对于分析纯级原料制备的漂粉精有效氯含量和水分含量的影响。对比实验结果可得到，最佳反应温度为40℃,NaOH的浓度为30%,此条件下得到的产品有效氯含量及含水量

最佳，有效氯含量可达到69.9%，水分含量在5%左右。

图4-2烧碱浓度对分析纯级原料制备的漂粉精有效氯含量和水分含量的影响

2.2工业级原料实验结果

2.2.1氯化温度的确定

按照实验室级原料的研究步骤对工业级原料进行实验分析，在选取的四组氯化温度下，漂粉精有效氯含量和水分含量的分析结果见图3所示。

图4-3氯化温度对工业级原料漂粉精有效氯含量和水分含量的影响分析上述实验结果可以看出，漂粉精的有效氯含量随着氯化温度的增加而增加，水分含量随着温度的增加而降低。当氯化温度达到40℃时，平均有效氯含量为65.9%，水分含量为7.05%。根据以上实验结果，得到最佳反应温度为40℃。总体来看，工业级生产产品品质略低于实验室级原料生产的产品品质，因为工业级原料纯度低于实验室级原料，易于引进杂质。

2.2.2烧碱浓度的确定

在得到最优的氯化温度40℃下，对选取的四组烧碱浓度进行分析，漂粉精有效氯含量和水分含量的分析结果见图4。通过使用工业级原料进行实验，得到最佳反应温度为40℃,NaOH的浓度为30%，此

条件下得到的产品有效氯含量及含水量最优，与纯品级原料得到结果一致。产品有效氯含量可达到65%以上，水分含量可达到7%左右。得到的次氯酸钙产品的外观形貌如图5所示。从图可以看出，次氯酸钙产品为白色粉末，粒度较为均一。测量后得到次氯酸钙微粒粒径在0.5-1.4mm之间，占据了总量的85-90%，有少部分大颗粒。

图4烧碱浓度对工业级原料漂粉精有效氯含量和水分含量的影响

图5工业生产次氯酸钙外观形貌