氯化鈣的製備方法
2023-04-24 08:12:21
專利名稱：氯化鈣的製備方法
技術領域：
本發明的技術方案涉及鈣的氯化物，具體地說是氯化鈣的製備方法。
背景技術：
我國作為世界純鹼生產第一大國，聯鹼法純鹼生產在我國佔有較大比重，其優點在於通過聯產氯化銨解決了氨鹼法的廢液排放問題，但副產的氯化銨由於受氯基化肥適用局限性的限制，其銷售市場問題隨產量的增加日益嚴峻，制約了聯鹼法的發展，因此，聯鹼法純鹼生產技術中對氯化銨的利用成為行業可持續發展亟待解決的問題。上世紀70年代，日本開發了新旭法，通過分解副產的氯化銨，解決了氯化銨的產量調節問題。CN102145912A公開了由氨鹼濾過母液製備氯化鈣溶液的工藝方法，是將濾過 母液經過母液蒸餾生成脫氨母液，脫氨母液三效蒸發、分離製得氯化銨飽和溶液，然後在反應器中氯化銨飽和溶液和石灰粉反應，生成氯化鈣溶液，最後對氯化鈣溶液進行淨化，製得成品氯化鈣溶液。該方法的缺點是反應後的母液為氯化鈣和氯化鈉的混合溶液，製得的氯化鈣溶液純度不高，且得到的氯化鈣溶液濃度為30% (重量百分比)左右，濃度不高。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供氯化鈣的製備方法，以聯鹼副產的氯化銨固體為原料與氯化鈣配成混合溶液後再加入石灰粉進行反應製備氯化鈣，通過改變加料方式、物料配比及反應條件，實現有效控制反應速度，製得的氯化鈣溶液濃度達到50%(質量百分比)以上，且產品質量高。本發明解決該技術問題所採用的技術方案是氯化鈣的製備方法，步驟如下第一步，配置氯化銨溶液和氯化鈣溶液的混合溶液取所需量的聯鹼廠副產的氯化銨固體配成28 32°C的氯化銨飽和溶液，按該氯化銨溶液質量氯化鈣溶液質量=I I 3加入在30°C以上溶解得到的質量百分比濃度為50%的氯化鈣溶液，將配置成的氯化銨溶液和氯化鈣溶液的混合溶液置於反應器中；第二步，加入石灰粉進行複分解反應將反應器中第一步製得的氯化銨溶液和氯化鈣溶液混合溶液的溫度維持在80 85°C，向該混合溶液中加入石灰粉，石灰粉的用量按摩爾數比為石灰粉中有效氧化鈣摩爾數氯化銨固體總摩爾數=1.0 I. 4 1，其中，氯化銨固體總摩爾數為第一步中所配氯化銨飽和溶液中的氯化銨摩爾數的2倍；石灰粉分2次加入，初次加入上述石灰粉總量的2/3，20min後加入其總量剩餘的1/3，共反應4小時，加入石灰粉後反應器中溶液的溫度維持在99 105°C，反應過程中保持系統密閉，防止空氣漏入，所述氯化銨固體總摩爾數是指第一步中配置氯化銨飽和溶液時所需氯化銨固體摩爾數與下面第三步蒸氨中分二次向氯化銨溶液和氯化鈣溶液的混合溶液中補充加入的氯化銨固體摩爾數的總和；第三步，蒸氨在第二步加入石灰粉進行複分解反應後進行蒸氨，蒸氨過程中反應溫度維持在118 122°C，蒸氨冷凝器出氣溫度維持在60 65°C，蒸出氨氣將被回收利用；在蒸氨進行15min後，向上述氯化銨溶液和氯化鈣溶液的混合溶液中補充加入氯化銨固體，加入量為第二步中氯化銨固體總摩爾數的1/4 ;蒸氨進行40min後，第二次向氯化銨溶液和氯化鈣溶液的混合溶液中補充加入氯化銨固體，加入量仍為第二步中氯化銨固體總摩爾數的1/4，蒸氨反應繼續進行，總反應時間為4h ；第四步，母液處理，製得氯化鈣固體產品將第三步蒸氨後得到的母液進行澄清淨化，製得質量百分比濃度為50. 25% 53. 98%的氯化鈣溶液，然後經過壓濾去除濾渣，再通過降溫直接析出氯化鈣固體，冷卻製得氯化鈣固體產品。上述氯化鈣的製備方法，所用石灰粉中有效氧化鈣的含量> 75%。上述氯化鈣的製備方法，所用原料均通過公知途徑獲得，所用設備和工藝均是本領域技術人員所熟知的。 本發明的有益效果是本發明氯化鈣的製備方法與現有技術相比，突出的實質性特點和顯著進步在於(I)反應之前原料處理的比較CN102145912A採用氨鹼法濾過母液為原料，為提高濾過母液的溶質濃度進行母液蒸發，分離出氯化鈉，製備氯化銨飽和溶液。經過分析，由表I數據可知，當母液蒸發不斷析出NaCl而NH4Cl飽和不析出時，80°C系統共飽點組成為(NH4Cl 29. 5%，NaCl 12. 0%)，而80°C純NH4Cl溶液濃度為39. 6%，明顯高於NH4Cl與NaCl混合體系中共飽點的NH4Cl組成；通過表I和表2可以看出，混合體系中NH4Cl的濃度要比同溫度下純NH4Cl溶液的濃度低。故以此混合體系為原料來製備氯化鈣時，NaCl的存在必定導致產品的不純。本發明方法採用聯鹼廠副產的氯化銨固體配成飽和溶液之後，加入適量的氯化鈣溶液配製成混合溶液為原料，該原料中不含NaCl及其他雜質，保證了產品的純度。(2)加料方式比較CN102145912A採用在將濾過母液經過母液蒸餾生成脫氨母液，脫氨母液三效蒸發、分離製得氯化銨飽和溶液，然後在反應器中氯化銨飽和溶液中一次性加入石灰粉反應，反應激烈無控制。本發明方法採用在石灰粉投料前加入適量的氯化鈣溶液，石灰粉分次加入，實現有效控制反應速度，並防止投入石灰粉時反應過於劇烈。(3)反應間工藝的比較①反應過程中間歇加入氯化銨，隨著蒸氨反應的進行，上述氯化銨溶液和氯化鈣溶液的混合溶液中的氯化銨溶液的濃度不斷降低，以保證提高氯化鈣溶液產品的濃度。②反應過程中保持系統密閉，防止空氣漏入降低氣體濃度。(3)反應產物的比較CN102145912A反應後的母液為氯化鈣和氯化鈉的混合溶液，氯化鈣溶液達到30%
以上(重量比)。本發明方法反應後的母液為氯化鈣溶液，氯化鈣溶液達到50%以上(重量比)。(4)最終產品的比較CN102145912A的最終產品是「最後對氯化鈣溶液進行淨化，製得成品氯化鈣溶液」。本發明方法的最終產品是將「濃度為質量百分比50%以上的氯化鈣溶液，然後經過壓濾去除濾渣，再通過降溫直接析出氯化鈣固體，冷卻製得氯化鈣固體產品。」(5)本發明方法整個製備過程簡單、操作方便、原料來源方便充足、成本低、產品質量高。表INaCl在NH4Cl水溶液中的溶解度
權利要求
1.氯化鈣的製備方法，其特徵在於步驟如下 第一步，配置氯化銨溶液和氯化鈣溶液的混合溶液 取所需量的聯鹼廠副產的氯化銨固體配成28 32°C的氯化銨飽和溶液，按該氯化銨溶液質量氯化鈣溶液質量=I I 3加入在30°C以上溶解得到的質量百分比濃度為50%的氯化鈣溶液，將配置成的氯化銨溶液和氯化鈣溶液的混合溶液置於反應器中； 第二步，加入石灰粉進行複分解反應 將反應器中第一步製得的氯化銨溶液和氯化鈣溶液混合溶液的溫度維持在80 85°C,向該混合溶液中加入石灰粉，石灰粉的用量按摩爾數比為石灰粉中有效氧化鈣摩爾數氯化銨固體總摩爾數=1.0 I. 4 I，其中，氯化銨固體總摩爾數為第一步中所配氯化銨飽和溶液中的氯化銨摩爾數的2倍；石灰粉分2次加入，初次加入上述石灰粉總量的2/3，20min後加入其總量剩餘的1/3，共反應4小時，加入石灰粉後反應器中溶液的溫度維持在99 105°C，反應過程中保持系統密閉，防止空氣漏入，所述氯化銨固體總摩爾數是指第一步中配置氯化銨飽和溶液時所需氯化銨固體摩爾數與下面第三步蒸氨中分二次向氯化銨溶液和氯化鈣溶液的混合溶液中補充加入的氯化銨固體摩爾數的總和； 第三步，蒸氨 在第二步加入石灰粉進行複分解反應後進行蒸氨，蒸氨過程中反應溫度維持在118 122°C，蒸氨冷凝器出氣溫度維持在60 65°C，蒸出氨氣將被回收利用；在蒸氨進行15min後，向上述氯化銨溶液和氯化鈣溶液的混合溶液中補充加入氯化銨固體，加入量為第二步中氯化銨固體總摩爾數的1/4 ;蒸氨進行40min後，第二次向氯化銨溶液和氯化鈣溶液的混合溶液中補充加入氯化銨固體，加入量仍為第二步中氯化銨固體總摩爾數的1/4，蒸氨反應繼續進行，總反應時間為4h; 第四步，母液處理，製得氯化鈣固體產品 將第三步蒸氨後得到的母液進行澄清淨化，製得質量百分比濃度為50. 25% 53. 98%的氯化鈣溶液，然後經過壓濾去除濾渣，再通過降溫直接析出氯化鈣固體，冷卻製得氯化鈣固體產品。
2.按照權利要求I所述氯化鈣的製備方法，其特徵在於所用石灰粉中有效氧化鈣的含量> 75%。
全文摘要
本發明氯化鈣的製備方法，涉及鈣的氯化物，步驟是先將聯鹼廠副產的氯化銨固體配成飽和溶液並與質量百分比濃度為50%的氯化鈣溶液按質量比為1∶1～3配置成混合溶液，後按石灰粉中有效氧化鈣摩爾數∶氯化銨固體總摩爾數＝1.0～1.4∶１向該混合溶液中分2次加入石灰粉，再後進行蒸氨並將得到的母液淨化製得質量百分比濃度為50.25%～53.98%的氯化鈣溶液，然後經過壓濾去除濾渣，再通過降溫直接析出氯化鈣固體，冷卻製得氯化鈣固體產品。本發明方法通過改變加料方式、物料配比及反應條件，實現有效控制反應速度，製得的氯化鈣溶液濃度達到50%以上，且產品質量高。
文檔編號C01F11/24GK102826580SQ20121033301
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月11日 優先權日2012年9月11日
發明者袁俊生, 李棟嬋, 王軍, 劉燕蘭 申請人:河北工業大學