精品氢氧化钙的生产工艺及技术研究

氢氧化钙是非常重要的化工原料，由于自身的碱性、抗菌作用及对CO₂、SO₂的吸附作用等特性可广泛用于建筑、食品、医药、塑料、造纸、石油添加剂等行业，是当前常用的吸附剂与烟气处理材料。

氢氧化钙，俗称熟石灰，化学式为Ca(OH)₂。一般呈粉末状，常压下，在580℃时，会失水成为氧化钙（生石灰）。氢氧化钙微溶于水，溶解度随温度升高而减小，溶于水所得溶液无色透明溶液俗称为澄清石灰水。氢氧化钙与水组成的乳状悬浮液称石灰乳。

原料石灰石经过清洗高温煅烧后得到生石灰。生石灰又称氧化钙，化学式CaO。生石灰生产氢氧化钙的过程有干法和湿法两种。

干法氢氧化钙生产工艺：合格的生石灰经鄂式破碎机破碎。经由斗式提升机、仓式振动输送机送入石灰料仓。料仓中的石灰经星形加料定量加入消石灰预消化器，在搅拌杆的强烈搅拌下初步消化，然后进入消化器完成消化过程。消化好的石灰由消石灰提升机和进仓螺旋输送机输入消石灰仓，然后由加灰螺旋风分离器得到合格的精消石灰。精消石灰卸入成品消石灰仓，根据用户需要再进行分包装。干法消化反应过程中组织结构发生变化使Ca(OH)₂形成质地疏松的粉末，体积增大为原体积的1.5~2.0倍，产物和原料流动性较好，所以干法消化工艺可以在水灰比（水与石灰质量比）较低的条件下实现生石灰的高转化率反应。

氢氧化钙的湿法生产工艺（石灰消化法）：将石灰石在煅烧成氧化钙后，经精选与水按一定比例消化；生成氢氧化钙（灰钙粉）料液经净化分离除渣，再经离心脱水，于较高温度下干燥，再筛选可获得氢氧化钙（灰钙粉）成品。

其反应的过程是：CaCO₃→CaO+CO₂↑CaO+H₂O→Ca(OH)₂。

虽然目前国内较少采用干法消化工艺，但该工艺投资少、改造周期短、工艺操作简单、处理效果好，且制得的高活性氢氧化钙具有高比表面积、高孔容、高有效钙含量的物性特点及高效的酸性污染物捕捉能力，因此选择高活性氢氧化钙干法脱硫作为烟气脱硫工艺是近年来研究和生产利用的重点。此外，研究表明：干法消化制备的氢氧化钙，相比湿法消化产品具备丰富的孔隙结构和高脱硫活性，能有效避免湿法消化工艺造成的水和热量的损失，工艺简单环保。目前，中国氢氧化钙行业发展较快，但相比于国外发达国家和地区，中国氢氧化钙产业的发展仍有较大差距。

（1）阻燃材料

氢氧化钙粉末作为填充剂在高分子材料中有着广泛的应用。在高分子材料中加入氢氧化钙能够提高复合材料的热稳定性和阻燃性能；氢氧化钙具有碱性，能够与PVC遇热分解时放出的氯化氢（HCl）等反应，消除氯化氢对PVC降解过程的自催化作用，具有一定的热稳定作用。同时氢氧化钙遇热可生成水，可以起到降温，阻氧和阻燃的效果。

（2）可降解高分子材料

氢氧化钙可作为环境消纳塑料的助剂，对塑料分解具有脱氯作用、崩裂作用及促使碱性降解作用。许兢等研究发现，由于纳米氢氧化钙在紫外区有明显的吸收，与普通LDPE膜相比，添加纳米氢氧化钙的LDPE膜，在光照5天后，降解程度明显提高，说明纳米氢氧化钙对LDPE膜具有促进光降解的作用。同时，纳米氢氧化钙还能够增强增韧LDPE，提高高分子材料的力学性能。

（3）废水处理

氢氧化钙用在废水中的作用，基本可以总结为4个方面，中和废水中的游离酸、中和废水中的酸性盐、与金属离子反应生产不溶于水的沉淀物、调节废水的pH值。例如，在氟化工废水联合处理方法的探索中，熟石灰和氯化钙等钙盐的联合使用，配合无机混凝剂和有机助凝剂，能更有效地降低氟离子浓度，沉淀效果良好。

（4）脱硫剂

氢氧化钙-石膏湿法脱硫工艺，通过烟气大面积与Ca(OH)₂的吸收液接触，使烟气中的SO₂溶解于水并于氢氧化钙浆液反映生成亚硫酸钙，在鼓入大量空气的条件下，使亚硫酸钙氧化生成CaS（V₂H₂O），从而达到降低烟气中SO₂的目的。钙法脱硫工艺中实际参与固硫作用的是钙离子，碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙都可以作为脱硫剂。

（5）医疗卫生

氢氧化钙在多种场所均被用以消毒杀菌，如科学研究、实验室、医学、工厂等，其在医学临床上具备悠长的使用历史。在手术治疗中，用于伤口消毒，可对细菌产生的酸性物质进行中和，达到消毒目的，使术后感染与并发症发生率降低。在口腔疾病治疗中，对于根尖周病患牙进行根管治疗时临床常用氢氧化钙糊剂作为根管消毒剂。氢氧化钙具备的强碱性，可使口腔根管毒素活性减弱，对牙齿根管起到保护作用，将口腔感染发生率降低，进而使口腔牙齿与牙骨髓得到有效保护。

（6）食品加工

在乳粉中添加一定量的食品级氢氧化钙，不仅可以调节奶粉的pH值，促进奶粉在水中迅速溶解，而且可以补充钙元素。在豆制品中添加氢氧化钙可以起到凝固剂的作用，同时也提供钙元素。在小米粉中添加氢氧化钙，对小米粉的凝胶特性具有显著的优化效果，使小米粉拥有更好的口感。

虽然目前我国氢氧化钙的应用研究有了长足进步，相比于国外发达国家和地区，我国氢氧化钙产业的发展有较大差距。目前我国氢氧化钙产企业整体规模小，产业规模化程度低；产品精加工程度低，精细化产品短缺，产品不能完全满足电厂脱硫、精细化工、医药食品、石油、造纸等各大行业大量需求氢氧化钙的市场要求。2024年3月7日~8日，第三届全国碳酸钙产业高值化发展交流大会将在江西·吉安举行，届时灰钙粉行业标准起草者傅志全将在大会上作《精品氢氧化钙的生产工艺及技术研究》主题报告，从原材料、煅烧要求、生产工艺、规范检测等方面进行系统性的工艺讲解。