Способ получения химически осажденного мела

 

Изобретение относится к производству неорганических материалов, в частности к способам изготовления химически осажденного мела, предназначенного для пищевой, парфюмерно-косметической, медицинской, химической и других отраслей промышленности. Сущность изобретения заключается в том, что в способе получения химически осажденного мела, включающем гашение извести водой при 80-90°С, карбонизацию известкового молока с образованием меловой суспензии, отделение и сушку продукта, согласно изобретению гашение извести водой осуществляют до образования 10-14% суспензии известкового молока, перед карбонизацией суспензию известкового молока подвергают очистке, карбонизацию ведут газом известковообжигательных печей с объемной долей диоксида углерода не менее 20%, отделение мелового продукта производят при разрежении 80-90 Па, а сушку - до достижения насыпной плотности не более 0,25-0,35 г/см³. Оптимальными условиями являются следующие: гашению подвергают известь комовую технологическую с массовой долей суммы активных оксида кальция и оксида магния в пересчете на оксид кальция не менее 70%; суспензию известкового молока подвергают очистке до достижения плотности при 20°С, равной 1,06-1,11 г/см³; газ извести обжигательных печей предварительно очищают в пылеосадительной камере, циклоне и водяных противоточных осадителях; сушку продукта осуществляют в петлевых сушилках; сушку продукта в петлевых сушилках осуществляют с помощью теплоносителя - продуктов горения природного газа; после сушки производят размол продукта. Техническим результатом изобретения является сокращение энергозатрат при одновременном повышении степени белизны мела. 6 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к производству неорганических материалов, в частности к способам изготовления химически осажденного мела, предназначенного для пищевой, парфюмерно-косметической, медицинской, химической и других отраслей промышленности.

Известен способ получения химически осажденного мела путем гашения извести водой с температурой 80-90^oC до плотности известкового молока не менее 1,15 г/см³, полученное молоко очищают от механических примесей и карбонизируют углекислым газом при 50-65^oC, конец карбонизации определяют пробой с фенолфталеином (SU, 1435538, C 01 F 11/18, 1988).

Недостатками такого способа являются большая продолжительность процесса карбонизации и сравнительно невысокий выход готовой продукции.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения химически осажденного мела, включающий гашение извести водой, подогретой до 70^oC, очистку образовавшейся суспензии известкового молока, его карбонизацию газом из печи обжига известняка, отделение мела в барабанных вакуум-фильтрах и сушку (К.Ф. Паус, И.С. Евтушенко, Химия и технология мела, М., 1977, с. 48-51).

Недостатками данного способа является недостаточная степень белизны получаемого мела.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение степени белизны мела.

Указанный технический результат достигается способом получения химически осажденного мела, включающим гашение извести водой с температурой 80-90^oC до образования 10-14% суспензии известкового молока, очистку суспензии известкового молока, его карбонизацию газом известковообжигательных печей с объемной долей диоксида углерода не менее 20%, отделение мела при разрежении 80-90 Па и сушку до достижения насыпной плотности не более 0,35 г/см³.

Указанный технический результат достигается в оптимальной степени при соблюдении следующих условий: - гашению подвергают известь комовую технологическую с массовой долей суммы активных оксида кальция и оксида магния в пересчете на оксид кальция не менее 70%; - суспензию известкового молока подвергают очистке до достижения плотности при 20^oC, равной 1,06-1,11 г/см³; - газ извести обжигательных печей предварительно очищают в пылеосадительной камере, циклоне и водяных противоточных осадителях; - сушку продукта осуществляют в петлевых сушилках; - сушку продукта в петлевых сушилках осуществляют с помощью теплоносителя - продуктов горения природного газа; - после сушки производят размол продукта.

Заявленное техническое решение соответствует условиям патентоспособности "Новизна", "Изобретательский уровень" и "Промышленная применимость", поскольку совокупность признаков: гашение извести водой при 80- 90^oC, карбонизация известкового молока с образованием меловой суспензии, отделение и сушка продукта, причем гашение извести водой осуществляют до образования 10-14% суспензии известкового молока, перед карбонизацией суспензию известкового молока подвергают очистке, карбонизацию ведут газом извести обжигательных печей с объемной долей диоксида углерода не менее 20%, отделение мелового продукта производят при разрежении 80-90 Па, а сушку - до достижения насыпной плотности не более 0,35 г/см³, что обеспечивает неочевидный результат - сокращение энергозатрат при одновременном повышении степени белизны мела.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Химически осажденный мел представляет собой высокодисперсный порошок белого цвета. Формула CaCO₃. Молекулярная масса - 100,09.

Химически осажденный мел получают карбонизацией известкового молока углекислым газом известеобжигательных печей. Технологический процесс состоит из следующих стадий: гашение извести и очистка известкового молока; карбонизация известкового молока; очистка и фильтрация мелового молока;
сушка меловой пасты;
размол, затаривание и складирование готового продукта.

Процесс гашения извести протекает по реакции
CaO + H₂O = Ca(OH)₂ + 65,3 кДж/моль.

На гашение подают воду с температурой 80-90^oC. В гасильном барабане получают 10-14% суспензию известкового молока, которую после очистки направляют на карбонизацию.

Процесс карбонизации известкового молока газом известеобжигательных печей протекают по уравнению
Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃ +H₂O +112,7 кДж/моль.

Процесс осуществляют следующим образом.

Комовая известь из бункера лотковым питателем подают на ленточный конвейер. Ленточный конвейер транспортирует известь в течку, откуда она поступает в гасильный барабан непрерывного действия. Одновременно в гасильный барабан из емкости насосом подают воду с температурой 80-90^oC. Известковое молоко из гасильного барабана поступает в промежуточную емкость с мешалкой. Насосом известковое молоко подают в песколовушку со шнеком, где происходит очистка известкового молока от шлама, затем оно самотеком поступает на вибросито с сеткой N 32-38.

После очистки на вибросите известковое молоко поступает в отмучивающее корыто, затем в сборную емкость, снабженную мешалкой. Из сборной емкости известковое молоко плотностью 1,06-1,11 г/см³ (при 20^oC) насосом через гидроциклоны подают в карбонизаторы. Плотность известкового молока в емкости контролируют радиоизотопным плотномером и периодически осуществляют замеры ареометром.

Отходы из гасильного барабана поступают в бункер отходов. Шлам и неразгасившиеся частицы извести после очистки известкового молока на вибросите поступают в шнек, сюда же одновременно подают холодную воду для догашивания неразгасившихся частиц извести.

Известковое молоко, полученное от догашивания извести, поступает в промежуточную емкость. Песок шнеком выгружают в бункер отходов и в дальнейшем вывозят в отвал. Шлам после гидроциклонов и из песколовушки выгружают в бункер отходов. Отходы и смывы поступают в отстойник-накопитель через систему канализации.

Карбонизацию известкового молока проводят газом известковообжигательных печей с объемной долей CO₂ не менее 20%.

Печной газ содержит механические примеси (сажу, огарок, пыль). Для очистки от механических примесей газ подают в пылеосадительную камеру, затем он проходит очистку в циклоне и поступает в дымосос. Далее печной газ очищают в водяных противоточных газоочистителях (скрубберах).

Очищенный печной газ продувкой подают в карбонизаторы и барботируют через слой известкового молока. Для проведения непрерывного процесса карбонизации используют 18 карбонизаторов. Для определения необходимого уровня заполнения карбонизаторов имеется световая сигнализация и блокировка отключения насоса. Конец карбонизации определяют по действию ацетонового индикатора для щелочи на пробу молока. Для наглядной информации о работе одновременно всех карбонизаторов служит световое табло.

Загрязненная вода с газоочистителей через земляной отстойник самотеком поступает в емкость отходов, а оттуда - в отстойник-накопитель.

Условно чистая вода с подшипников газодувок и с вакуум-насоса поступает в емкость, откуда насосом перекачивается в емкость для сбора фильтрата. Насос включается и отключается автоматически при достижении верхнего и нижнего уровня в емкости.

Готовое меловое молоко насосом через гвдроциклоны подают в напорные баки. Из напорных баков меловое молоко поступает на вибросито, где происходит очистка его от механических примесей. В качестве сит применяют капроновую сетку N 32-38 или сетки полутомпаковые N 0071 и N 008.

Очищенное меловое молоко самотеком поступает в корыта вакуум-фильтров, а отходы - в емкость. Из емкости отходы насосом перекачивают на вибросито в гасильное отделение. Разрежение в системе 86 Па создают насосом ВВН-12. Фильтрат с вакуум-фильтра поступает в водоотделитель, затем насосом подают в емкость.

Меловая паста с вакуум-фильтра срезается ножом и поступает в питатель. Из питателя меловая паста поступает на движущуюся ленту, проходящую на горизонтальном участке между двумя обогреваемыми паром валками, которые запрессовывают пасту в ячейки сетки.

Сушку пасты производят в петлевых сушилках, основным рабочим органом является сетчатая лента шириной 1224 мм и общей длиной 342000 мм из нержавеющей стали. Лента имеет непрерывное движение по замкнутому контуру, образуя в сушильной камере петли, перемещаемые цепным конвейером. После сушильной камеры ленту с высушенным мелом по направляющему барабану подают в разгрузочную камеру, где ударами механического молотка по ленте мел выбивают в разгрузочный бункер шнека. Освобожденная лента продолжает движение на полу сушилки и возвращается к месту загрузки ее меловой пастой.

Теплоносителем для сушки являются продукты горения природного газа. Для сжигания газа установлены горелки типа ГБП-5а, по 10 горелок на каждой сушилке. Горелки расположены в нижней части сушилки и примыкают к продольным распределительным камерам. Продукты горения поступают по каналам в сушилку.

Парогазовую смесь удаляют вытяжным вентилятором ДН-11,5 через отверстие, расположенное в перекрытии сушилки. Для предотвращения аварий на газовом оборудовании установлены блокировки газ-электроэнергия и газ-газ.

Мел из сушилок поступает в шнек, которым подается в микромельницу-дезинтегратор, откуда шнеком подается на цепной элеватор.

Тонко измельченный мел шнеком подают на сито "Бурат" или в бункер. На сите происходит просев мела - разделение мела на I и II сорта по показателю "остаток после просева на сите". Прошедший через сито мел поступает в бункер мела I сорта. Не прошедший через сито мел поступает в бункер мела II сорта.

По физико-химическим показателям мел химически освященный I сорта имеет белизну не менее 93%, массовую долю углекислого кальция и углекислого магния в расчете на углекислый кальций не менее 98,5%, не содержит аморфный диоксид кремния, массовая доля свободной щелочи в расчете на оксид кальция составляет не более 0,03%, а массовая доля веществ, не растворимых в соляной кислоте, - не более 0,1%.

Вышеописанная технология производства обеспечивает по отношению к ближайшему аналогу сокращение энергозатрат при одновременном повышении степени белизны мела.

Формула изобретения

1. Способ получения химически осажденного мела, включающий гашение извести подогретой водой, очистку суспензии известкового молока, его карбонизацию газом известковообжигательных печей, отделение мела при разрежении и сушку, отличающийся тем, что гашение извести ведут водой с температурой 80 - 90^oC до образования 10 - 14% суспензии, карбонизацию - газом с объемной долей диоксида углерода не менее 20%, отделение мела производят при разрежении 80 - 90 Па, а сушку - до достижения насыпной плотности не более 0,35 г/см³.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что гашению подвергают известь комовую технологическую с массовой долей суммы активных оксида кальция и оксида магния в пересчете на оксид кальция не менее 70%.

3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что суспензию известкового молока подвергают очистке до достижения плотности при 20^oC, равной 1,06 - 1,11 г/см³.

4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что газ известковообжигательных печей предварительно очищают в пылеосадительной камере, циклоне и водяных противоточных осадителях.

5. Способ по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что сушку продукта осуществляют в петлевых сушилках.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что сушку продукта в петлевых сушилках осуществляют с помощью теплоносителя - продуктов горения природного газа.

7. Способ по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что после сушки производят размол продукта.