混合的钙和镁化合物及其生产方法技术

一种用于生产混合的钙和镁化合物的方法，所述方法包括利用氢氧化镁悬浮液来熟化生石灰，形成固体颗粒，所述熟化通过非湿法进行形成所述固体颗粒，所述固体颗粒包括彼此紧密结合且具有均一体积分布的钙相和镁相；以及一种包括钙相和镁相的混合的化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及混合的钙和镁化合物及其制造方法。
技术介绍
在文献US5,422,092和EP0623555中公开了混合的钙和镁化合物，它们记载了通式为Ca(1-x)M2+x(OH)2的复合材料，其中，M可表示选自所引述金属的列表中的镁。这些复合材料以金属氢氧化物的固体溶液而获得，例如处于晶体结构的氢氧化钙，镁或其它金属来替代钙原子。相反地，也可获得氢氧化镁的固体溶液，其中，处于晶体结构的镁原子被钙原子所替代。为了得到这种复合材料，将金属，例如镁以氯化镁的形式加入到氢氧化钙的悬浮液中(例如，熟石灰的悬浮液中)，于120℃的高压釜中持续2小时。熟石灰由固体颗粒组成，主要是分子式为Ca(OH)2的二氢氧化钙并且是用水熟化生石灰的工业结果，该反应也被称为水合作用。该产物也为命名为水合石灰。在下文中，二氢氧化钙将被简称为氢氧化钙。根据施用的过量水的量，存在从初始生石灰工业得到熟石灰的许多可能性(特别参见，Boynton,R.S.,Chemistry and Technology of Lime and Limestone,second ed.,New York；Wiley,1980,xii,pp.327-328)。熟化模式还确定熟石灰呈现的形式：干水合物、泥浆、悬浮液/石灰乳状液。在“利用干法”的熟化模式中，加入的水量是受限于熟化反应所需的量，并且因为该反应的放热性质，随着蒸汽所损失的量而增加。通过排出水合器，所得的产物是粉末状的并且通常包括至少2％的残余未水合的CaO，以及小于2％的湿度，且最大湿度为4％。在用于控制粒度的可选步骤，但没有任何初步干燥和去结块步骤的情况下，它可被包装并直接出售。在前述熟化模式的替代中，根据WO 97/14650通过大大过量水可实现该水合作用。在该情况下，所得到的水合物含有约15质量％至30质量％的湿度。由于该湿度，在储存和运输之前，该水合的石灰需要干燥和去结块步骤。在生产线中增加干燥/去结块步骤的缺点通过在反应期间使用过量水使得水合物比表面积和孔隙体积提高的事实来得到补偿，该水合物随后可凭借这些特征被用在具体的应用中，特别是用于处理酸性气体。根据WO 97/14650，该熟化模式也将被称为利用“半干法”的熟化模式。在“利用湿法”的熟化模式中，与用于熟化反应严格所需的量相比，加入的水量是极大过量。随后得到“石灰乳状液”，即熟石灰颗粒的水性悬浮液。当用于熟化反应的水量是稍微少量时，所得到的产物是浆状，并且其被称为“利用浆法”(石灰膏)的熟化。在本文中，除了利用湿法的熟化模式和利用浆法的熟化模式外，“利用非湿法”的熟化模式将选定为这样的熟化模式：其分类到利用干法的熟化模式，利用半干法的熟化模式和任何在两者之间的中间的途径(所得到的水合物具有在2％和15％之间的湿度)。生石灰是指主要由氧化钙CaO的化学成分的矿物固体材料。生石灰通常通过石灰石的煅烧而得到，其中，石灰石主要由CaCO3组成。生石灰含有小百分比的量的杂质，例如，诸如氧化镁MgO、二氧化硅SiO2或进一步的氧化铝Al2O3等化合物。应当理解的是，这些杂质被表示在前述形式中，并且现实中可呈现为不同的相。其通常还含有被称为未燃烧的小百分比的残余的CaCO3。除了石灰岩矿床(分子式CaCO3的碳酸钙)之外，存在白云石矿床(分子式为CaCO3·MgCO3的混合碳酸钙和碳酸镁)或任何其它混合的碳酸钙和碳酸镁。正如石灰石一样，可煅烧白云石或其它前述混合的碳酸盐，从而产生分子式为CaO·MgO的生白云石或任何其它混合氧化钙和氧化镁。在相同方式下，对于生石灰，当生白云石或其它前述的混合的氧化物被放入与水相接触时，将启动水合反应。然而，已知的是，氧化镁的反应性大大低于非常亲水的生石灰的反应性。与生石灰的水合作用相比，这些活泼化合物的水合作用是大大复杂的。为此原因，在大多数的情况下，利用干法工业产生的水合的白云石或任何其它混合的氢氧化钙和氢氧化镁事实上为含有不可忽视量的残余的非水合的MgO的白云石半水合物或任何其它前述混合的氢氧化物。上述的白云石半水合物通常由分子式Ca(OH)2·MgO或Ca(OH)2·Mg(OH)2·MgO来表示，这取决于氧化镁的水合水平。其它前述的混合氢氧化物具有相同类型的分子式，但是具有不同的钙/镁摩尔比。为了克服该生白云石或任何其它前述活泼化合物的低反应性，相对于为了得到完全水合的产物(通式为Ca(OH)2·bMg(OH)2)的水而言，借助于明显大于干熟化的水的量的量和/或高于生石灰的标准水合反应发生的较高温度，来该生白云石或任何其它前述的生化合物水合作用之前，对其进行研磨，或者甚至进行水热反应，即，高温下的加压的水合作用(在蒸汽中，7-13巴，115-165℃)(Boynton,pp 325-326)。完全水合的该类型的白云石产物被已知为类型S，与类型N相反，类型N表示正常的，即，部分水合的白云石水合物(Oates,J A H,Lime and Limestone,Weinheim:Wiley-VCH,1998,pp.222-223)。在每个情况下，这些安全的方法是复杂的并且昂贵的，且存在部分MgO未被完全水合的风险。无论其是否是完全或半水合的白云石或任何其它前述的混合的氢氧化物，产物中Ca/Mg比例是恒定的并且对应于初始粗白云石或任何其它前述混合的碳酸盐的Ca/Mg摩尔比例。相同申请人的文献EP 0558522提供了从白云石生产钙和镁氢氧化物，其中，Ca/Mg比例因此被设定且接近于1，其中，为了被完全水合，其首先被精细地研磨，并且随后用过量水在高温下(>80℃)进行水合(一方面为水和另一方面为CaO和/或MgO之间的质量比例为2.5)。初始白云石混合的化合物具有大于35m2/g的比表面积以及小于50wt％的湿度水平。在选自乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和它们的混合物的添加剂的存在下，得到该产物。另一方面，该文献并未提及所得到孔隙体积。文献US 3,869,299公开了一种在大气压下生产完全水合的白云石的方法。该方法借助于大大过量的热水(利用湿法的水合而得到白云石乳状液)(50-100℃，优选90-100℃)和基于硼的添加剂的使用。该水合作用持续时间可高达10小时。由于这些是天然白云石，所以Ca/Mg比例是恒定的，并且系统上接近于等摩尔量。与未加入基于硼的化合物进行的相似水合作用相比，在水合作用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造混合的钙和镁化合物的方法，所述方法包括利用水性介质来熟化生石灰，形成固体颗粒，其特征在于，所述水性介质为氢氧化镁悬浮液，并且所述熟化是利用非湿法的熟化，形成通式为xCa(OH)2·yMg(OH)2·zI的混合的化合物的所述固体颗粒，所述固体颗粒包括彼此紧密结合且具有均一体积分布的钙相和镁相，在所述通式中，x、y和z为重量分数，其中，基于所述混合的化合物的总重量，x+y在88wt％和100wt％之间，且I表示杂质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.12 BE 2012/0485;2012.09.05 US 61/696,9481.一种制造混合的钙和镁化合物的方法，所述方法包括利用水性介质来熟
化生石灰，形成固体颗粒，其特征在于，
所述水性介质为氢氧化镁悬浮液，并且所述熟化是利用非湿法的熟化，形
成通式为xCa(OH)2·yMg(OH)2·zI的混合的化合物的所述固体颗粒，所述固体
颗粒包括彼此紧密结合且具有均一体积分布的钙相和镁相，在所述通式中，x、
y和z为重量分数，其中，基于所述混合的化合物的总重量，x+y在88wt％和
100wt％之间，且I表示杂质。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述熟化生石灰之前，所述氢氧
化镁悬浮液通过将基于所述氢氧化镁悬浮液的重量在1wt％和55wt％之间的预
定量的氢氧化镁悬浮在水中来制备。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述生石灰的熟化利用干法完
成。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述生石灰的熟化利用半干法
完成。
5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括用于干燥所述固体颗粒的步骤，
可选地随后进行去结块步骤。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，进一步包括用于粒度截留的
步骤。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，基于所述氢氧化镁悬
浮液的总重量，所述氢氧化镁的量在5wt％和53wt％之间，优选在10wt％和
40wt％之间，尤其在20wt％和30wt％之间。
8.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述水性介质进一步
包括选自增加所述混合的化合物的Ca(OH)2颗粒的比表面积的添加剂的组中的
添加剂，诸如醇、胺等。
9.一种混合的化合物，所述混合的化合物包括钙相和镁相，其特征在于，

\t所述混合的化合物具有通式xCa(OH)2·yMg(OH)2·zI，其中，所述钙相和所述镁
相紧密结合并且具有均一体积分布，其中，x、y和z为重量分数，其中，基于
所述混合的化合物的总重量，x+y在88wt％和100wt％之间，其中，I表示杂质。
10.根据权利要求9所述的混合的化合物，其中，所述颗粒的尺寸d97小于
250μm，优选小于200μm，有利地小于90μm，更具体地小于60μm。

【专利技术属性】
技术研发人员：玛丽安·洛古伊劳克斯，A·劳德特，
申请(专利权)人：勒瓦研究开发股份有限公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE