CN110818287A - 一种高分散性高比表面积氢氧化钙的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高分散性高比表面积氢氧化钙的制备方法。本发明以生石灰为原料、在消化反应过程中加入具有丰富含氧基团的天然纳米纤维素作为模板及表面活性剂羧甲基纤维素钠，高速剪切充分混合，基于超声作用实现氢氧化钙成核、生长，经洗涤、离心、干燥、研磨得到高比表面积的氢氧化钙。本发明以天然纳米纤维素为模板实现了高比表面积氢氧化钙的可控合成，过程添加表面活性剂羧甲基纤维素钠，协同改善了氢氧化钙的分散性和稳定性，在提升氢氧化钙性能的基础上，大大拓宽了氢氧化钙的应用范围。

Description

一种高分散性高比表面积氢氧化钙的制备方法
技术领域
本发明属于氢氧化钙制备技术领域，具体涉及一种高分散性高比表面积氢氧化钙的制备方法。
背景技术
近几年来，城市的飞速发展，人口的增加，导致生活垃圾的产生量也越来越多。目前，垃圾焚烧是一种有效的处理方式，不仅可以大批量实施，减少对土地的占用，垃圾焚烧产生的热量还能用于生产生活。然而，垃圾经高温焚烧后，会产生大量烟尘，尤其是烟气中所含的二氧化硫，对人类的健康和生存环境带来巨大威胁。因此，实施烟气脱硫，降低二氧化硫的排放，有助于改善空气质量，优化人类生存环境，提高人们生活质量，实现可持续发展目标。
氢氧化钙是一种粉体无机材料，一般由生石灰与水消化生成，因其特殊的结构与性质，已在污水处理、制糖工艺、涂料、冶金工业等领域得到了广泛的应用。在日渐成熟的烟气脱硫反应中，氢氧化钙主要用于中和二氧化硫、三氧化硫、氟离子和氯离子等酸性气体，使排放的烟气含硫量达到环保标准。氢氧化钙性能的优劣直接影响脱硫效果的好坏，而决定脱硫效果的一个重要因素就是氢氧化钙的比表面积。一般来说，比表面积越大，脱硫效果越好。而生石灰与水发生消化反应时，很容易发生团聚作用，影响成品质量。因此，改善氢氧化钙的分散性和稳定性，制备表面积可控的氢氧化钙满足实际烟气净化需要及相关方面的应用具有重要意义。
发明内容
本发明旨在提供一种高分散性高比表面积氢氧化钙的制备方法，本发明的目的是通过如下技术方案实现的：
本发明以生石灰为原料、在消化反应过程中加入具有丰富含氧基团的天然纳米纤维素作为模板及作为表面活性的剂羧甲基纤维素钠，高速剪切充分混合，基于超声作用实现氢氧化钙成核、生长；经洗涤、离心、干燥、研磨得到高比表面积的氢氧化钙。
进一步的，本发明采用天然纳米纤维素模板实现了高比表面积氢氧化钙的可控合成，过程添加表面活性剂羧甲基纤维素钠，协同改善了氢氧化钙的分散性和稳定性。
进一步的，所述的天然纳米纤维素为针叶木溶解浆经生物酶预水解与高压均质处理制得，颗粒长度为310纳米、直径85纳米。
进一步的，所述的天然纳米纤维素加入量为生石灰绝干质量的2-4%。
进一步的，所述的羧甲基纤维素钠取代度为0.4，加入量为生石灰绝干质量的0.2%。
进一步的，所述的超声处理功率为300W，超声时间30 min。
进一步的，所述的消化反应中生石灰与水的质量比例为1:6，过程温度控制在75℃。
进一步的，所述的高速剪切混合，剪切速率为1500 转/分钟，剪切时间为1.5小时。
本发明的有益效果：本发明涉及的一种高比表面积氢氧化钙的制备方法，所选用的材料为石灰石，来源广泛，价格低廉，经济效益高；本发明确定了氢氧化钙消化反应中的水料比、合成模板、表面活性剂、消化温度、消化时间、剪切速率等工艺参数，获得了高比表面积的氢氧化钙。本发明在消化过程中引入超声作用和纯天然的纳米纤维素模板及表面活性剂羧甲基纤维素钠，显著改善了氢氧化钙的分散性和稳定性，避免了团聚现象的发生，得到的高比表面积的氢氧化钙产品质量均一。本发明制备的氢氧化钙可根据实际情况（烟气的组成），调控比表面积，以达到实际脱硫使用要求，扩大了应用领域。
具体实施方式
结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
将煅烧得到的生石灰加入消化池，再加入天然纳米纤维素及羧甲基纤维素钠，天然纳米纤维素的加入量为生石灰绝干质量的2%，羧甲基纤维素钠的加入量为生石灰绝干质量的0.2%，在1500 转/分钟的剪切速率下剪切1.5小时；均匀分散后，加水，控制氧化钙和水的质量比为1:6，在300W的超声功率下超声30 min；反应结束后，将产物洗涤、离心、干燥、研磨得到成品。
实施例2
将煅烧得到的生石灰加入消化池，再加入天然纳米纤维素及羧甲基纤维素钠，天然纳米纤维素的加入量为生石灰绝干质量的2.5%，羧甲基纤维素钠的加入量为生石灰绝干质量的0.2%，在1500 转/分钟的剪切速率下剪切1.5小时；均匀分散后，加水，控制氧化钙和水的质量比为1:6，在300W的超声功率下超声30 min；反应结束后，将产物洗涤、离心、干燥、研磨得到成品。
实施例3
将煅烧得到的生石灰加入消化池，再加入天然纳米纤维素及羧甲基纤维素钠，天然纳米纤维素的加入量为生石灰绝干质量的3%，羧甲基纤维素钠的加入量为生石灰绝干质量的0.2%，在1500 转/分钟的剪切速率下剪切1.5小时；均匀分散后，加水，控制氧化钙和水的质量比为1:6，在300W的超声功率下超声30 min；反应结束后，将产物洗涤、离心、干燥、研磨得到成品。
实施例4
将煅烧得到的生石灰加入消化池，再加入天然纳米纤维素及羧甲基纤维素钠，天然纳米纤维素的加入量为生石灰绝干质量的4%，羧甲基纤维素钠的加入量为生石灰绝干质量的0.2%，在1500 转/分钟的剪切速率下剪切1.5小时；均匀分散后，加水，控制氧化钙和水的质量比为1:6，在300W的超声功率下超声30 min；反应结束后，将产物洗涤、离心、干燥、研磨得到成品。

Claims (8)

1.一种高分散性高比表面积氢氧化钙的制备方法，其特征在于，以生石灰为原料、在消化反应过程中加入具有丰富含氧基团的天然纳米纤维素作为模板及作为表面活性的剂羧甲基纤维素钠，高速剪切充分混合，基于超声处理实现氢氧化钙成核、生长；经洗涤、离心、干燥、研磨得到目标产物。
2.根据权利要求1所述的一种高分散性高比表面积氢氧化钙的制备方法，其特征在于：所述的消化反应中生石灰与水的质量比例为1:6。
3.根据权利要求1所述的一种高分散性高比表面积氢氧化钙的制备方法，其特征在于：所述的天然纳米纤维素为针叶木溶解浆经生物酶预水解与高压均质处理制得，颗粒长度为310纳米、直径85纳米。
4.根据权利要求1所述的一种高分散性高比表面积氢氧化钙的制备方法，其特征在于：所述的天然纳米纤维素加入量为生石灰绝干质量的2-4%。
5.根据权利要求1所述的一种高分散性高比表面积氢氧化钙的制备方法，其特征在于：所述的羧甲基纤维素钠取代度为0.4，加入量为生石灰绝干质量的0.2%。
6.根据权利要求1所述的一种高分散性高比表面积氢氧化钙的制备方法，其特征在于：所述的超声处理功率为300W，超声时间30 min。
7.根据权利要求1所述的一种高分散性高比表面积氢氧化钙的制备方法，其特征在于：所述的消化反应的过程温度控制在75 ℃。
8.根据权利要求1所述的一种高分散性高比表面积氢氧化钙的制备方法，其特征在于：所述的高速剪切混合中剪切速率为1500 转/分钟，剪切时间为1.5小时。
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