CN1189814A - 氢氧化钙的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种具有高比表面积的氢氧化钙的制备方法。该方法中,氧化钙粉末与含有至少一个羟基的一种有机化合物混和。然后,消化所得的混有该有机化合物的氧化钙,从而得到氢氧化钙粉末。

Description

氢氧化钙的制备方法

本发明涉及具有高比表面积的氢氧化钙的制备方法。

氢氧化钙现有的制备方法包括所谓的干消化法，其步骤为：把氧化钙原料供入消化设备；加入数量为把氧化钙水化成氢氧化钙所需化学计量数量的1.3到2倍的水；强烈搅拌氧化钙和水以便进行消化；在熟化设备中在搅拌下熟化反应化合物，从而除去消化中的不均匀性并蒸发掉多余的水；以及必要时粉磨和分级所得的氢氧化钙。

该法制备的氢氧化钙一般含水量不大于0.5％，其形态为由形状不规则和粒径不大于150μm的颗粒组成的粉末，并且比表面积小。

为了获得具有高比表面积的高活性氢氧化钙，据提议向消化用水中添加一种醇或一种表面活性剂。然而，从成本的观点来看，该方法不利，因为需要回收醇的设备并必须采取确保安全的措施。

因而，本发明的一个目的是提供一种具有高比表面积的粉末状氢氧化钙的制备方法，该方法可在低成本下使用传统的干法消化设备进行。

本发明人通过大量研究发现，通过首先混合粉末状氧化钙和含有至少一个羟基的一种有机化合物，然后进行消化，能得到具有高比表面积的粉末状氢氧化钙。

即本发明提供了一种氢氧化钙的制备方法，它所包含的步骤，按所述的顺序为：混合氧化钙粉末和含有至少一个羟基的一种有机化合物；消化所得的混有所说的有机化合物的氧化钙以便得到氢氧化钙粉末。

通过根据本发明的方法，可制得具有高比表面积的氢氧化钙。进行该方法所使用的设备可以通过在传统消化设备之外配置一个用来添加含有至少一个羟基的有机化合物的装置，以及如所需一个加热消化用水的装置，从而，方法可在低的初始成本下进行。

在根据本发明的方法的第一步中，含有至少一个羟基的有机化合物与作为起始原料的粉末状氧化钙混合。

优选地用多元醇作为含有至少一个羟基的有机化合物。多元醇的分子量优选地不大于600，更优选地不大于400。多元醇的优选实例包括乙醇胺例如单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺；脂肪族二元醇类例如乙二醇、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、丙二醇、聚丙二醇、丁二醇；甘油类例如单甘油、双甘油和甘油聚合物。这些物质中，优选的是丙二醇和三乙醇胺，最优选地是丙二醇。含有至少一个羟基的有机化合物可单独或混合使用。

与粉末状氧化钙混合的有机化合物的数量，优选地为每100重量份的粉末状氧化钙中加入0.5到10重量份，更优选地为1到3重量份。如果有机化合物的数量小于0.5重量份，则提高比表面积的效果小，如果它大于10重量份，则提高比表面积的效果达到顶峰，从成本的观点来看不利。

含有至少一个羟基的有机化合物与粉末状氧化钙混和的方法可以是，例如，用捏和机捏和这些材料，或者在混料器中在混和下用喷雾器把有机化合物喷洒到粉末状氧化钙上。虽然优选地有机化合物为液体状，但只要粉末状氧化钙能被有机化合物涂覆或浸渍，有机化合物就不一定必须为液体。为达到均匀混和，粉末状氧化钙优选地粒径不大于1mm。

在第二步中，水添加到混合物中以进行消化。

添加到混合物中的水量优选地为象在传统干法消化中那样把氧化钙水化成氢氧化钙所需化学计量数量的1.3至2倍。换句话说，每100重量份的氧化钙起始原料，所用水量优选地为42到64重量份。

可在100℃到250℃的温度下保持1到30分钟而进行消化。不必通过冷却反应混合物或使用抑制剂而延缓消化反应。在氧化钙具有相对低活性或作为起始原料的氧化钙的温度象在冬天进行该方法的情况中那样低的情况下，优选地使用40℃到80℃的水，从而促进消化反应。

消化后，必要时熟化所得的氢氧化钙。熟化方法优选地在80℃到250℃的温度下搅拌进行10分钟到1小时。也可以在室温下搅拌反应产物而进行熟化。

所得的氢氧化钙优选地含水量不大于1％重量，最优选地不大于0.5％重量。

所得的氢氧化钙粉末优选地粒径不大于1mm，最优选地0.5μm到150μm。

一般说来，当用干法消化设备制备氢氧化钙时，由于消化反应在短时间内产生大量热，氢氧化钙的晶面生长不好，从而所得氢氧化钙颗粒往往具有不规则形状。

另一方面，众所周知，在消化用水含一种醇的情况下，氢氧化钙晶层由于在层间存在醇而互相剥落，从而得到具有高比表面的薄板状晶体(石灰与石灰石的化学与技术，第二版，顾问Robert S.Boynton，JohnWiley&Sons，Inc.，42，1980；Arai等人，“六方板状氢氧化钙的合成”，石膏与石灰，189，17，1984)。然而，由于反应在水与醇的竞争下进行，故该方法必须使用大量的醇以得到所需效果，从而需要回收该醇的设备。

在本发明方法中，据认为具有高比表面积的氢氧化钙的制备机理与上述其中使用水和一种醇的混合物的已知方法中相同(Robort S.Boynton，同上，和Arai等人，同上)。然而，由于含有至少一个羟基的有机化合物直接添加到作为起始原料的氧化钙上以便覆盖氧化钙粒子的表面，故效果很强，从而只需少量的有机化合物，因此不需要回收该有机化合物的设备。

在所用氧化钙具有低活性或作为起始原料的氧化钙的温度象在冬天进行该方法的情况中那样低的情况下，完全消化所需的反应时间往往很长，从而比表面积往往很小。这些情况下，如上所述，可使用优选地在40℃到80℃的温水促进反应，从而所得的氢氧化钙的比表面积和使用高活性氧化钙所得的那些值一样高。

实施例：

下面通过实施例描述本发明。所给的实施例只是为了例证，不得理解为以任何方式对本发明进行的限制。实施例1

粉磨生石灰(JIS Industrial Lime，特级生石灰)，以得到粒径不大于1mm的粉末状氧化钙。根据DIN 1060测得所得氧化钙粉末的活性(tu)2.7分钟。100重量份的氧化钙粉末中加入1.5重量份的三乙醇铵，搅拌生成物。向所得混合物中加入42重量份的约20℃的水(即，1.3倍的化学计量数量)。在搅拌下于室温进行消化5分钟。然后，于室温搅拌反应产物20分钟而熟化反应产物以便得到粉状氢氧化钙。

测量所得氢氧化钙粉末的表现密度，比表面积和含水量，结果列在下面的表1中。使用商业上可买到的粉末测试仪(HOSOKAWAMICRON)测量表观密度，使用商业上可买到的BET比表面积测量仪(商业上可从SHIBATA KAGAKU KIKAI KOGYO买到的快速表面积测量仪SA-1000)测量比表面积。测定的含水量用110℃下的失重表示。对比例1

重复实施例1中的同样方法，但三乙醇铵没加到氧化钙粉末中而是加到消化用水中。结果列在表1中。对比例2

重复实施例1中的同样方法，但没有使用三乙醇铵。结果列在表1中。实施例2

重复实施例1中的同样方法，但根据DIN 1060测定生石灰的活性(tu)为10.8分钟，结果列在表1中。实施例3

重复实施例2中的同样方法，但消化所用的是约60℃的温水，结果列在表1中。实施例4

重复实施例1中的同样方法，但使用丙二醇作为有机化合物，结果列在表1中。表1

	实施例1	对比例1	对比例2	实施例2	实施例3	实施例4
							表观密度	0.31	0.34	0.34	0.32	0.30	0.25
BET比表面积(m2/g)	36	13	16	30	36	38
							含水量(重量％)	0.22	0.35	0.38	0.42	0.15	0.40

Claims (6)

1.一种氢氧化钙的制备方法，包括，按所述顺序，下列步骤：

混合氧化钙粉末和含有至少一个羟基的一种有机化合物；并

消化所得的混有所说有机化合物的氧化钙以得到氢氧化钙粉末。

2.根据权利要求1的方法，其中所说的氧化钙粉末的粒径不大于1mm；与所说的氧化钙混和的所说的有机化合物的数量为每100重量份的所说的氧化钙粉末中混合0.5到10重量份；所说的消化的进行方式是每100重量份的所说氧化钙用数量为42到64重量份的水。

3.根据权利要求1或2的方法，其中进行所说的消化所用的水的温度为40℃到80℃。

4.根据权利要求1或2的方法，其中所说的有机化合物是一种多元醇。

5.根据权利要求4的方法，其中所说的多元醇是三乙醇铵、乙二醇或甘油。

6.根据权利要求5的方法，其中所说的多元醇是丙二醇。