一种超细悬浮氢氧化钙的制备及其应用的制作方法

1.本发明涉及水处理药剂领域，特别涉及含磷废水、含重金属废水、含氟废水处理的超细悬浮氢氧化钙产品的制备及其应用。


背景技术：

2.钙基化合物，如生石灰(主要成分为cao)和熟石灰(主要成分为 ca(oh)2)，具有很多实际应用。例如，钙基化合物可用于建筑装饰的涂料，医药中的消毒，用于饮用水、废水和污水的处理，发电厂中二氧化硫的脱除，并且作为酸性土壤的中和剂，以及化工产品的原材料。
3.在水处理中，石灰的投加方式有干法投加和湿法投加两种。干法投加是将石灰直接投在废水中，设备简单，但反应慢，且反应不彻底，投药量为理论值的1.4-1.5倍。湿法投加是将石灰消解并配制一定浓度的石灰乳 (5％-10％)后，经投配器投加到废水中，此法反应迅速。但在消解过程中粉尘较多，操作卫生条件差，且原料中存在生烧或过烧氧化钙，基本不消解，使用时，很容易造成设备的磨损，管道、计量阀等的堵塞和损坏，严重影响污水处理设备的正常运行。
4.在实际工业生产和应用中，为了改善这类钙基化合物的使用便利性，通常将生石灰或熟石灰与水混合反应以形成水性悬浮液，该水性悬浮液为熟石灰的流体悬浮液。所得的水性悬浮液通过以下参数来表征：碱度含量、悬浮液的粘度和悬浮液中颗粒的尺寸分布。悬浮液中颗粒的尺寸分布，很大决定了悬浮液的反应活性。尺寸分布越窄，颗粒越细，反应活性越高。
5.zl201580036684.3公开了一种制备极细的熟石灰乳的方法，该专利向生石灰中添加水而不是向水中添加生石灰来获得石灰浆。然而这一方法在实际生产过程中，容易造成石灰乳黏结在反应器底部，导致无法现场均一的浆液。
6.为了解决现场制备石灰乳液产生粉尘、以及制备后的乳液容易沉降的问题，本发明中制备了一种超细悬浮氢氧化钙，该方法所制备的超细悬浮氢氧化钙，具有活性高、粒径分布窄、粒径小、悬浮性能强、粘度低的特点，可用于含磷废水、含重金属废水、含氟废水处理中。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种超细悬浮氢氧化钙产品的制备方法及其在含磷废水、含重金属废水、含氟废水中的应用，以解决目前石灰类产品粒径大、反应活性低、容易沉降，造成加药量过大的问题，并将其用于含磷废水、含重金属废水、含氟废水处理中，从而降低废水处理的药剂投加量及节省污水处理运行成本。
8.本发明涉及一种超细悬浮氢氧化钙产品，其特征在于：所述超细悬浮氢氧化钙通过生石灰与水在消化器中进行消化反应，加入添加剂，经除渣、研磨制备而成。所述的超细悬浮氢氧化钙能够对酸性废水中的磷酸根、重金属、氟化物进行高效去除。
9.所述的生石灰原料的直径小于5cm，优选的小于3cm；氧化钙与氧化镁总含量大于90％，氧化镁含量低于5％，二氧化碳含量低于4％；产浆量大于26dm3/10kg；0.2mm筛余率小于2％。所述的水，为城市自来水，优选的为去离子水。水与生石灰的投加比例为3：1至10：1，优选的投加比例为3.5：1至6：1。
10.所述的消化反应为两级消化，消化时间为20-60min，优选的消化时间为40-50min；消化温度为65至90℃，优选的消化温度为70-80℃。
11.所述的除渣工艺为两级旋振筛筛分，第一级筛孔尺寸为60目，第二级筛孔尺寸为200目。筛余物通过提渣机排除。
12.所述的添加剂为焦磷酸钠、正磷酸钠、柠檬酸钠、柠檬酸钾、铝酸钠、硅铝酸钠中的至少一种；优选的为焦磷酸钠、正磷酸钠；尤其优选的为焦磷酸钠。所述添加剂的用量为生石灰含量的0.01％～3％，优化的用量为 0.03％～0.1％。
13.所述的研磨工艺为卧式溢流式搅拌球磨机，研磨介质球体为氧化铝基研磨球，优选的为铝锆复合球，研磨球体的直径为1-5mm。研磨介质占研磨体积比例为20％～50％，优化的为30％～40％；研磨时间为15-45min，优化的为20-30min。
14.所述的超细悬浮氢氧化钙碱度20％～30％，优选的碱度22％～28％；粒径分布d50小于10um，优选的粒径分布d50小于6um；在60rpm，粘度小于1200mpa
·
s，优选的粘度小于600mpa
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s。
15.所述的超细悬浮氢氧化钙，具有活性高、粒径分布窄、粒径小、悬浮性能强、粘度低的特点，可用于含磷废水、含重金属废水、含氟废水处理中。
16.本发明的有益效果在于：
17.1、本发明通过两级消化反应、加入添加剂、除渣工艺、研磨工艺，制备了一种超细悬浮氢氧化钙，该产品具有粒径分布窄、粒径小、悬浮性能强、粘度低，解决了传统钙基产品粒径大、反应活性低、容易沉降的问题。
18.2、本发明超细悬浮氢氧化钙，可用于污水中总磷、重金属、氟化物的去除，并能够通过自动加药系统实现自动加药。
附图说明
19.【图1】为超细悬浮氢氧化钙的制备工艺流程图。在本图中，原材料生石灰和水加入到消化器中进行消化，然后通过提渣机进行除渣，渣料排出后，浆料加入添加剂进行研磨，研磨后的浆料溢流至成品罐中。
20.【图2】为实施例1中样品a的粒径分布图。样品a的粒径分布区间位于 0.7um-25um。其中，粒径的微分分布图最集中在7um。样品a的粒径分布 d50为5.3um。
21.【图3】为实施例2中样品b的粒径分布图。样品b的粒径分布区间位于 0.1um-100um。其中，粒径的微分分布图最集中在8um。样品b的粒径分布 d50为7.8um。
22.【图4】为实施例3中样品c的粒径分布图。样品c的粒径分布区间位于 0.1um-90um。其中，粒径的微分分布图最集中在6um。样品c的粒径分布 d50为5.7um。
23.【图5】实施例(1)经过消化器消化后除渣后未经研磨的样品d的粒径分布图。样品d的粒径分布区间位于1um-300um。其中，粒径的微分分布图最集中在80um。样品d的粒径分布d50为60.1um。通过实施例中样品a、b、 c、d的粒径分布图可以明显得出，未经研磨处理的样
品粒径较大，而经过研磨工艺后，能大幅度降低物料的粒径，从而利于物料的悬浮。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
25.实施例(1)
26.样品a：如工艺流程图1所示，在的消化器中，加入2t 生石灰，生石灰直径3cm，氧化钙与氧化镁总含量93.1％，二氧化碳含量2.3％，氧化镁含量1.8％。加入10t水进行消化，消化时间为50min，消化温度为75℃。消化后进行两级旋振除渣，其中第一级筛孔尺寸为为 60目，第二级筛孔尺寸为200目。筛余物通过提渣机排除。浆料转移至搅拌罐中，加入正磷酸钠2kg，搅拌20min，然后将浆料泵入卧式溢流式搅拌球磨机，球磨机中研磨介质为铝锆复合球，研磨球体的直径为 3mm，研磨介质占研磨腔体积的30％，研磨时间为25min。研磨完成后，溢流至成品罐中。制备的超细悬浮氢氧化钙为样品a。
27.实施例(2)
28.样品b：在的消化器中，加入2t生石灰，生石灰直径 3cm，氧化钙与氧化镁总含量93.1％，二氧化碳含量2.3％，氧化镁含量 1.8％。加入12t水进行消化，消化时间为60min，消化温度为70℃。消化后进行两级旋振除渣，其中第一级筛孔尺寸为为60目，第二级筛孔尺寸为200目。筛余物通过提渣机排除。浆料转移至搅拌罐中，加入焦磷酸钠1.2kg，搅拌20min，然后将浆料泵入卧式溢流式搅拌球磨机，球磨机中研磨介质为铝锆复合球，研磨球体的直径为3mm，研磨介质占研磨腔体积的30％，研磨时间为35min。研磨完成后，溢流至成品罐中。
29.制备的超细悬浮氢氧化钙为样品b。
30.实施例(3)
31.样品c：在的消化器中，加入1.5t生石灰，生石灰直径 3cm，氧化钙与氧化镁总含量93.1％，二氧化碳含量2.3％，氧化镁含量 1.8％。加入10t水进行消化，消化时间为30min，消化温度为68℃。消化后进行两级旋振除渣，其中第一级筛孔尺寸为为60目，第二级筛孔尺寸为200目。筛余物通过提渣机排除。浆料转移至搅拌罐中，加入柠檬酸钾0.6kg，搅拌20min，然后将浆料泵入卧式溢流式搅拌球磨机，球磨机中研磨介质为铝锆复合球，研磨球体的直径为3mm，研磨介质占研磨腔体积的30％，研磨时间为45min。研磨完成后，溢流至成品罐中。制备的超细悬浮氢氧化钙为样品c。
32.实施例(4)
33.取实施例(1)、(2)、(3)中的样品a、b、c，及经过消化器消化后除渣后未经研磨的样品d，分别加入1000ml量筒中，观察静置1-4周后的氢氧化钙的悬浮性能，悬浮性能以固含量占比来表示(如表1所示)。其中固含量占比＝固形物体积/总体积＝固形物体积/(上清液体积 固形物体积)。样品粘度采用粘度仪测定，测试条件为60rpm，3号转子，25℃，样品a、b、c、d的粘度分别为548、496、537、916mpa
·
s。
34.表1、实施例(1)、(2)、(3)制备样品经过4周后的氢氧化钙的悬浮性能
[0035][0036][0037]
经过4周后，样品a、b、c的固形物占比为94％以上，具有很好的悬浮性能，能够稳定储存。
[0038]
实施例(5)
[0039]
取实施例(1)、(2)、(3)中的样品a、b、c，及实施例(1)经过消化器消化后除渣后未经研磨的样品d，用激光粒度仪检测其粒径分布情况。图2、 3、4、5分别对应样品a、b、c、d的粒径分布图。通过实施例中样品a、 b、c、d的粒径分布图可以明显得出，样品d的粒径d50为60um，而样品a、b、c的粒径均低于10um。
[0040]
实施例(6)
[0041]
取实施例(1)中的样品a，及实施例(1)经过消化器消化后除渣后未经研磨的样品d处理惠州市惠城区某五金电镀厂废水，检测废水的技术参数包括ph值、总磷、铬、镍、氟离子等，具体如表2所示。从表2的实验结果来看，样品a处理废水的效果明显优于样品d处理的效果，说明通过本工艺后，能有提升污水的处理效果。
[0042]
表2、实施例(1)制备的样品与其他产品处理电镀厂酸性废水后的指标结果
[0043][0044][0045]
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明配方及制备工艺可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。