[发明专利]氢氧化物浆液的制备方法和装置

说明书

技术领域

本发明广泛地涉及一种从轻烧碳酸盐粉末中制造高固体含量氢氧化物浆液的方法和装置，该轻烧碳酸盐粉末可从菱镁矿、白云石、石灰石及其混合物的煅烧中生产。温和搅拌贮存数个月后，所述浆液具有剪切稀化低阻力的特性，并且方便重构。

背景技术

氢氧化物浆液是固体水合氧化物的水性悬浮液。该固体水合氧化物包括溶于水的氢氧化镁、氢氧化钙，或者它们的混合液等。它们被广泛用许多工业生产过程中，例如，它们用于水处理中可以提高pH值和消除气味，特别是适用于污水处理。并且能够沉淀重金属。因为它们这些固有特性，使得这些浆液将逐步取代氢氧化钠。

为使浆液具有高的pH值或者pH值约为12.0，熟石灰的Ca(OH)₂浆液或者煅烧白云石的Ca(OH)₂.Mg(OH)₂浆液被使用，而为使浆液的pH值当用水稀释到pH大约为10.4时，氢氧化镁的Mg(OH)₂浆液和半煅烧白云石的Mg(OH)₂.CaCO₃浆液被使用。当用于污水处理时，优先使用氢氧化镁浆液或半煅烧白云石浆液，因为任何过量的氢氧化镁进入消化池均不能够杀死细菌，然而过量的氢氧化钠或者氢氧化钙浆液能够破坏细菌，并且停止消化过程。在除去重金属时，Mg(OH)₂浆液或者半煅烧白云石需要合适的pH值范围，该范围能使得两性氢氧化物的有毒金属淀，但能使初始参与的氢氧化钠或氢氧化钙浆重新溶解。

通过来自于炉中的石灰，CaO来生产氢氧化钙石浆液，且在过程中使用水化器是属于现有技术。通常，石灰具有足够的活性，光泽能迅速的形成，形成1毫米的颗粒时间通常小于60分钟。该方法可以包括石灰的分级，而一般的方法需要另外添加分散剂，以使反应满足所要求的稳定性，并帮助浆液的生产。在高温下，许多这些分散剂将会被破坏，因此石灰水化器一般需要冷却降温。

氢氧化镁浆液通过沉淀的氢氧化镁或者通过矿物菱镁矿的煅烧生成的吸水氧化镁为原料进行生产。

氢氧化物浆液的优选特性包括以下几点：

1.浆液中必须包含和废水混合时例如能和污水迅速反应的微粒。因此，浆液可能由粒径中值为5μm，并且大约4m²/gm的表面积(通过干粉末气体吸附方法测量)的小微粒，或者粒径中值为20μm，并且大约20m²/gm的较大表面积的粒子组成。一个宽的或者尖锐截止的多峰值粒度分布，能够更好的促进浆液的稳定性。这样的粒度分布可能d₉₀值小于100微米。

2.浆液中的粒子表面化学特性很大程度依赖氧化粒子的表面积，它们水化作用后形成浆液，并且浆液的应用范围依赖于这些表面化学特性。因此，生成浆液的氧化微粒表面积为150m²/gm或者更高，与常规表面积为20m²/gm的氧化物相比，外表面化学特性有很大的不同。不受理论的束缚，高表面积氧化物颗粒具有较大的化学能缺陷，例如在晶界的超氧化物和过氧化物。这些种类大量存在水合作用中，使得浆液粒子具有不同的表面化学特性，这些化学特性与最初形成浆液的氧化物表面积有关。

3.所述固体物的重量百分比至少为50％，并且较佳的为55-65％。固体含量越高，需要的运输水含量越低。然而，往往需要较高的限制，因为这样的话浆液稀释时阻力更低，因此会有低的表面粘度和低的剪切率。如果固体部分太高，会形成凝胶。凝胶会有高的稀释阻力，高的表面粘度，从而较难的应用于在以上描述的应用中。

4.在室温下的表观粘度是50-900厘泊(CPS)，在剪切速率为200rpm或以下，优选为50-300厘泊，以使稀释阻力更低，这样的浆液被视为稀薄，较佳的表观粘度小于100厘泊。生产这种稀的高固体含量的泥浆，通常要求粘度改性剂，以促使凝胶在最小的搅动力下破裂。适宜的薄凝胶具备容易操作，并更适于应用的特点。后续的方法步骤，例如喷涂涂层，实现了期望的高强度的性能，因为低粘度能够便于表面涂层在低水含量下的表面覆盖率，否则会引起破裂和或低强度，当由于水蒸发干燥过程中过高的渗透性干燥。在许多应用中，用于生产浆液的高表面积氧化粒子，能增强稀浆液的表面化学性质，使得其期望性能被扩展。

5.因为浆液的稳定性，所以它们可以在生产后很多月后被用完。浆液稳定性特征在某种程度上是任意的，并且可能涉及一些标准，例如：