專利名稱：活性氫氧化鎂的調(diào)整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及活性氫氧化鎂的調(diào)整方法。更詳細(xì)地說，本發(fā)明涉及一種適用于中和酸性排放液以及使排煙氣中的硫的氧化物進(jìn)行脫硫等用途的活性氫氧化鎂的調(diào)整方法。
用于排煙氣脫硫和排水中和時(shí)，以前使用的都是以海水作為原料制得的氫氧化鎂(海水鎂)(海水マグ)。
上述氫氧化鎂的生成主反應(yīng)，可用下式表示
此外，還可以不用海水鎂，而是將天然的菱鎂礦(MgCO3)經(jīng)過煅燒后，以整粒或經(jīng)粉碎制得的輕燒氧化鎂(以下稱輕燒鎂)(輕燒マグ)的形式使用。這種輕燒鎂生成的主反應(yīng)，可用下式表示
將輕燒鎂水合后得到的氫氧化鎂總稱為水合鎂，如果用分子式表示其主要組成，則可以MgO·nH2O表示。
然而，上述的海水鎂是以海水作原料，將海水中所含的氯化鎂與氫氧化鈣反應(yīng)生成氫氧化鎂，而這種氫氧化鎂往往還要經(jīng)過種種工序加以濃縮才能制得上述的海水鎂，而氫氧化鎂(Mg(OH)2)的濃縮分離過程很復(fù)雜，而且濃縮得到的漿料粘度極高，因而存在輸送困難等問題。
因此，海水鎂的制造成本也比較高。
而且，海水鎂中含有雜質(zhì)氫氧化鈣(Ca(OH)2，因而，例如將海水鎂作為脫硫劑使用時(shí)，由于Ca(OH)2+SO2→CaSO3+H2O反應(yīng)，在裝置中沉積有溶解度小的亞硫酸鈣(CaSO3·2H2O)，在裝置運(yùn)行時(shí)容易引起故障，而且由于氯離子(Cl-)和硫酸根離子的含有率高，因此必需有防腐蝕措施。
另一方面，后者輕燒鎂，由于與水反應(yīng)得到的氧氧化鎂的粘度比海水鎂時(shí)低，因而處理容易，其來源與海水無關(guān)，因此不含氯離子等，腐蝕性也少，對(duì)輸送、貯存等有利，還有制造時(shí)使用的裝置比海水鎂時(shí)簡(jiǎn)單，制造成本便宜等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是，對(duì)水的溶解性及反應(yīng)性比較慢，因此對(duì)于所得之氫氧化鎂與酸成分的反應(yīng)速度也較慢等。
因此，為了克服上述輕燒鎂的缺點(diǎn)，提出了活性氫氧化鎂的合成方法，該方法的特征是將天然菱鎂礦焙燒后得到的粉碎過的輕燒鎂和水作用，將所獲溶液的pH值調(diào)到11以上，同時(shí)將該溶液加熱至85℃以上，以使之熟化。
但是，采用該合成方法時(shí)，由于苛性鈉(NaOH)和氫氧化鉀(KOH)屬于必需按有關(guān)法規(guī)定處理的危險(xiǎn)物品、劇毒物品，因此需有特殊貯存、保管設(shè)施，在其處理時(shí)必需有危險(xiǎn)物品處理作業(yè)主任等管理。
而且，苛性鈉和氫氧化鉀以碎片狀或顆粒狀貯存時(shí)，嚴(yán)禁有水分，不得與空氣接觸，這是因?yàn)樗哂幸蛭鼭穸苯夂凸袒?，以及與空氣中的CO2反應(yīng)的性質(zhì)。
此外，苛性鈉和氫氧化鉀是在濃度約50%的水溶液狀態(tài)下處理使用，在冬季容易凍結(jié)，冬季使用時(shí)必需強(qiáng)制加溫以保溫，而且氫氧化鉀比苛性鈉更昂貴，因此很少廣泛使用。
輕燒鎂的熟化反應(yīng)本身是在堿性下的反應(yīng)，進(jìn)而添加強(qiáng)堿性的苛性鈉(NaOH)，理論上說，不能否定由于共同離子(OH…氫氧根離子(基))的影響會(huì)妨礙水合反應(yīng)，但可認(rèn)為在輕燒鎂中殘存菱鎂礦(主成分MgCO3)的分解是由于更強(qiáng)的堿所產(chǎn)生的化學(xué)浸蝕作用，通過下式反應(yīng)而生成氫氧化鎂(Mg(OH)2)
此外，向一種堿中加入更強(qiáng)的堿時(shí)，從原則上說，由于放熱反應(yīng)而產(chǎn)生的反應(yīng)熱是無法利用的，而且還需要加熱至相當(dāng)高的溫度，另外，在輕燒鎂熟化時(shí)需要較長(zhǎng)的時(shí)間等缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是提供一種能夠保持料漿粘度低、流動(dòng)性好、非沉降性和非凝聚性皆優(yōu)良的，穩(wěn)定的分散狀態(tài)的活性氫氧化鎂的整調(diào)方法，該方法的特征是對(duì)上述的將苛性鈉(NaOH)或氫氧化鉀(KOH)等強(qiáng)堿加到反應(yīng)系統(tǒng)中，并加熱至85℃以使之熟化的活性氫氧化鎂的調(diào)整方法加以加變。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出的活性氫氧化鎂調(diào)整方法的特征是在溶解有以脂肪酸的堿金屬鹽為主成分的陰離子表面活性劑的溫水溶液中，加入由天然菱鎂礦經(jīng)焙燒而獲得的粉碎或整粒狀的輕燒鎂，根據(jù)需要可通過加熱來使其熟化。
本發(fā)明方法中使用的脂肪酸中的碳原子數(shù)最好在6-24范圍內(nèi)。
添加劑(脂肪酸的堿金屬鹽)的添加率，以輕燒鎂為基準(zhǔn)，希望是0.05-0.5重量%，優(yōu)選0.1-0.4重量%。
以下詳細(xì)敘述具體實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例及作用。
實(shí)施例1在設(shè)有不銹鋼制攪拌機(jī)、內(nèi)容積為50升的反應(yīng)槽中裝入40℃的溫水(上水)14.5升，攪拌下于溫水中添加以脂肪酸鈉為主成分的陰離子表面活性劑24g，使它充分溶解。
然后，在上述溫水溶液中，加入由天然菱鎂礦焙燒而得的粉碎或整?；妮p燒鎂6kg，邊混合攪拌過用電熱器加熱該混合液，達(dá)到75℃時(shí)停止加熱，這時(shí)看到覆蓋表面的那種細(xì)胞引起的輕微發(fā)泡現(xiàn)象，但盡管停止加熱，反應(yīng)液漿料的溫度仍上升，加熱停止20分鐘后溫度達(dá)95℃，斷定溫度升高了20℃。
當(dāng)反應(yīng)液漿料的溫度降低到90℃時(shí)再加熱，一邊調(diào)整電熱器的電壓，一邊將漿料溫度保持在85℃-90℃，再繼續(xù)攪拌1小時(shí)后，使反應(yīng)結(jié)束。
然后從所得漿料中，取出31.4g，在其中混合2當(dāng)量濃度的硫酸200毫升，攪拌5分鐘后，進(jìn)行過濾和干燥，測(cè)得反應(yīng)殘?jiān)闹亓繛?.4g。
在上述過程中，混合液的pH值達(dá)到5時(shí)需要的時(shí)間是10.0秒，混合液的pH值達(dá)到6時(shí)需要的時(shí)間是14.7秒。
因而，由本發(fā)明實(shí)施例1制得的含有活性氫氧化鎂的漿料，稍微具有粘性，但流動(dòng)性優(yōu)良，并認(rèn)為沒有沉降性、凝聚性，并具有良好穩(wěn)定的分散狀態(tài)。
實(shí)施例2在不銹鋼制的內(nèi)容積約15升的容器中，裝入45℃的溫水(上水)4.8升，攪拌下于溫水中添加以脂肪酸鉀為主成分的陰離子表面活性劑4g，使它充分溶解。
然后，在上述溫水溶液中，添加將天然菱鎂礦焙燒而制得的粉碎或整?；妮p燒鎂2kg，邊混合攪拌邊用電熱器加熱混合液，達(dá)75℃時(shí)停止加熱，看到僅在容器內(nèi)周壁處產(chǎn)生稍大的但容易消失的氣泡，但是在2-3分鐘內(nèi)見不到氣泡的產(chǎn)生。
盡管停止加熱，但反應(yīng)液漿料的溫度仍在上升，加熱停止5分鐘后達(dá)到85℃，并可在30分鐘內(nèi)保持溫度在80℃以上。
當(dāng)反應(yīng)液漿料的溫度降低到79℃時(shí)再重新加熱，一邊調(diào)整電熱器的電壓，一邊將漿料溫度保持在85℃-90℃，再繼續(xù)攪拌1.5小時(shí)后，使反應(yīng)結(jié)束。
然后從所得漿料中取出31.4g，在其中混合2當(dāng)量濃度的硫酸200毫升，攪抖5分鐘后，進(jìn)行過濾和干燥，測(cè)得反應(yīng)殘?jiān)闹亓繛?.8g。
在上述過程中，混合液的pH值達(dá)到5時(shí)需要的時(shí)間是5.1秒，混合液的pH值達(dá)到6時(shí)所需要的時(shí)間是7.3秒。
因而，由本發(fā)明實(shí)施例2制得的含有活性氫氧化鎂的漿粒，稍微具有粘性，但流動(dòng)性優(yōu)良，并確認(rèn)沒有沉降性、凝聚性、并具有良好穩(wěn)定的分散狀態(tài)。
對(duì)比例1與實(shí)施例1中所示條件相同，在溫水中加入輕燒鎂，但不添加以脂肪酸鈉為主要成分的陰離子表面活性劑，從而調(diào)整反應(yīng)物漿料。
在不添加活性劑的情況下，由于看不到發(fā)泡現(xiàn)象，同時(shí)也看不到顯著的溫度上升，因而不停止加熱，在與實(shí)施例1中的相同時(shí)間內(nèi)，保持在85℃-90℃，然后使反應(yīng)結(jié)束。
同樣，測(cè)得反應(yīng)殘?jiān)闹亓繛?.7g。
混合液的pH值達(dá)到5時(shí)需要的時(shí)間是25.5秒，混合液的pH值達(dá)到6時(shí)需要的時(shí)間是58.9秒。
所得之漿料的沉降速度大，容易凝聚的傾向顯著，透明的上清液與凝集的沉降渣餅的界線明顯、漿料的流動(dòng)性差，并確認(rèn)有容易顯著沉降的傾向。
對(duì)比例2與實(shí)施例2中所示條件相同，在溫水中，加入作為添加劑的苛性鈉20g、使之溶解，在該水溶液中添加輕燒鎂2kg，一邊混合攪拌一邊開始加熱，但由于看不到顯著的溫度上升，因此不停止加熱，在與實(shí)施例2中的相同霎時(shí)間內(nèi)，保持在85℃-90℃，然后使反應(yīng)結(jié)束。
同樣，測(cè)得反應(yīng)殘?jiān)闹亓繛?.4g。
混合液的pH值達(dá)到5時(shí)需要的時(shí)間是13.4秒，混合液的pH值達(dá)到6時(shí)需要的時(shí)間是18.9秒。
所得之漿料的粘性較高，攪拌狀態(tài)下的流動(dòng)性較好，但在停止攪拌后的靜置狀態(tài)下，確認(rèn)有凝聚性和沉降性，很難保持勻漿狀態(tài)。
上述先有技術(shù)，在反應(yīng)系統(tǒng)中添加苛性鈉(NaOH)或氫氧化鉀(KOH)等強(qiáng)堿，一邊加熱至85℃以上，一邊使之熟化的方法中，使輕燒鎂和水反應(yīng)時(shí)的熟化時(shí)間通常是2-3小時(shí)。
與此不同，在本發(fā)明的方法中，由實(shí)施例1和2的結(jié)果可清楚地看出，可以取消熟化時(shí)的繼續(xù)加熱，同時(shí)還可縮短輕燒鎂的熟化時(shí)間。
雖然粘度稍有上升，但在勻漿狀態(tài)下，流動(dòng)性好，具有非沉降性和非凝聚性，并且能保持穩(wěn)定的漿料的分散狀態(tài)。此外，還可降低添加劑的添加率，同時(shí)由于自身放熱而加速漿料的反應(yīng)速度、減少未反應(yīng)的殘?jiān)?，與以前使用的苛性鈉的方法相比較，可降低運(yùn)行成本。而且，本發(fā)明方法在熟化時(shí)不必在反應(yīng)系統(tǒng)中添加苛性鈉，這樣不但不需要苛性鈉的特殊管理，而且還可得到比使用苛性鈉的方法和以前的海水鎂更優(yōu)良更價(jià)廉的含有活性氫氧化鎂的漿料。
權(quán)利要求
1.活性氫氧化鎂的調(diào)整方法，該方法的特征是，在溶解有以脂肪酸的堿金屬鹽為主成分的陰離子表示活性劑的溫水溶液中，加入將天然菱鎂礦焙燒而得到的粉碎或整粒化的輕燒鎂，根據(jù)需要，邊加熱邊使之熟化。
全文摘要
本發(fā)明涉及活性氫氧化鎂的調(diào)整方法，該方法的特征是在溶解有以脂肪酸的堿金屬鹽為主成分的陰離子表面活性劑的溫水溶液中，加入由天然菱鎂礦焙燒而得到的粉碎或整?；妮p燒鎂，根據(jù)需要加熱使之熟化。由本方法制得的漿料流動(dòng)性好，具有非沉降性的非凝聚性，并能保持穩(wěn)定的漿料的分散狀態(tài)。
文檔編號(hào)C01F5/16GK1088548SQ9311766
公開日1994年6月29日 申請(qǐng)日期1993年9月11日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月22日
發(fā)明者湯澤弘治, 甲賀篤志, 國部進(jìn) 申請(qǐng)人:那斯東亞株式會(huì)社