专利名称：由富含碳酸钙的工业副产品生产细分碳酸钙的方法
技术领域：
本发明涉及精制在工业过程中，特别是在肥料工业的硝酸磷肥厂中产生的富含碳酸钙副产品，和转化该副产品成细分碳酸钙的方法。
在特定温度下，通过来自硝酸磷肥厂的，潮湿的富含碳酸钙副产品的热处理进行精制，以除去水分，挥发性物质和分解或升华以铵和硝酸盐形式存在的杂质，特别注意不能分解碳酸钙并通过使用脂肪酸或其盐的乳液或溶液涂敷细分的碳酸钙。
碳酸钙可应用于制造如下物质纸、橡胶、塑料、玻璃、纺织品、油灰、粉笔、密封胶、粘合剂、颜料、墨汁、清漆、食品、化妆品、牙膏、化学品和药物。
根据本发明方法生产的碳酸钙特别适于用作橡胶、油漆、塑料和PVC中的填料。
背景技术：
已经建议几种物理和化学方法以从废碳酸钙中除去杂质。物理方法要求干燥和研磨到一定的细度使得可以通过筛分、分级、磁力分离、水力漩流分离或浮选除去杂质。与除去杂质的这些物理方法相关的缺点是要求特殊的机器/设备和它们的维护。此外，这些方法复杂和难以管理。不可预料的工艺效率，杂质脱除数量结果的变化和与采用除去杂质的这样物理技术相关的支出是其它缺点。
如在英国专利1285891(1972)中描述的采用化学品如卤素、卤素的含氧酸或其盐、臭氧、过氧化氢等浸提或漂白干燥且经研磨的碳酸钙是化学精制方法。化学方法的缺点在于它要求特殊的化学品，进行处理的单元操作数目和单一化学品的使用可能不适于除去所有的杂质。在它的使用之后残留的过量化学品的脱除和分离是另一个缺点。
另一种先前已知和广泛使用的处理包含碳酸钙的废物(一般称为石灰粘泥)的方法是再燃烧，它由如下操作组成促进干燥，在干燥炉中给予燃烧足够的时间和在紧接着干燥炉之后装配的物料冷却器中进行冷却之后除去燃烧的石灰。燃烧的石灰在干燥炉中的处理期间达到1000-1200℃的温度。已经在干燥炉设计中进行许多技术改进，引入干燥器破碎机，如锤磨机类型，它安装在干燥炉和旋风分离器之前。这样的工厂在其它文献中也是已知的，如描述于L.Lenado和RamonAguillon的欧洲专利0041113(1982)中，它与许多缺点相关，如引入新机器，它的维护，使用可承受高温的特殊钢的必要性，高粉尘损失，旋风分离器的要求和由于来自干燥炉的粉法在600-700℃内为粘性在导管中结块。获得的产品是氧化钙，要求进一步将它进行水合和碳酸盐化，以生产工业有用的碳酸钙，另外，如实施的那样，在生产纸浆的苛化工艺中循环它。
可以参考Mattelmaki、Eskoi的美国专利5110567(1992)，其中干燥器破碎机已经由气动干燥设备替换，它降低废气的最终温度。然而，此方法的主要缺点在于加工的物料不是自由流动的和由于它的干燥粘结倾向通常引起在旋转干燥炉的预热区域中形成环。此外，此方法的局限在于它生产氧化钙和不生产碳酸钙。Mehaffey Joseph L.和NewmanThomas C.的美国专利4892649(1990)，其中公开了使用反向浮选从矿石除去硅酸盐杂质而纯化碳酸钙矿石的方法。该方法通过采用包括有机氮化合物如季铵化合物的新颖收集剂，达到碳酸钙产品的高产量和低酸不溶物含量。缺点是要求连续操作的浮选单元。分离杂质的处理和未使用季化合物的脱除涉及污染。
Theil Jorgen的美国专利5711802(1998)公开了处理在纸浆制造期间由苛化工艺形成的石灰粘泥的方法和装置。将石灰粘泥干燥，粉碎和然后在干燥炉中在400-600℃的预定温度下预热以得到干燥和粉状碳酸钙。将这样获得的干燥物料在任何类型的合适干燥炉中进一步煅烧/燃烧以生产生石灰，它反过来可再用于苛化工艺。与此本发明相关的缺点是要在煅烧之前干燥和粉碎和预热石灰粘泥。获得的产品是氧化钙和因此不能用于橡胶、油漆、塑料和PVC。
Drummand Donald K.的美国专利5690897(1997)描述了通过降低铁含量而精制碳酸钙的方法。该方法包括向含水碳酸钙料浆中加入铁螯合剂，通过采用含CO2的气体降低pH，同时保持该料浆在20-100℃的温度。将该料浆搅拌，过滤，洗涤和干燥。此发明的缺点在于它限制于铁杂质的脱除。此外，连续通过CO2气体和保持pH在恒定值，与同时保持温度是难以管理的且也是不经济的。
在Price Charles R.等人的美国专利4793985(1998)中，公开了生产超细碳酸钙的方法，其中将干燥原料石灰石浆化到15-60wt％固体料浆和采用有机聚丙烯酸酯(DISPEXN40)和其它高分子分散剂分散。将分散的料浆加至磨碎机中，在此将它珠磨到50-70％小于2微米。将研磨的碳酸钙在离心机中分级成含70-99％的其小于2微米的粒子产品流和更大粒子的底物流。采用臭氧处理产品，它不仅仅用于增加产品的亮度而且将料浆返回到非分散的状态。然后将碳酸钙料浆脱水以生产适于制备更高固体料浆或适于喷雾干燥的58-69％固体产品。相关的缺点在于，臭氧是稀有气体，采用它仅用于改进亮度。臭氧的使用也增加生产成本。
Bunger James W.等人在美国专利5846500(1998)中公开了使用非常稀的水溶液用于氢氧化钙的溶解，随后通过沉降和过滤用于除去杂质，特别是来自水合碳化物石灰的杂质而精制氢氧化钙，它随后用作高价值碳酸钙的原料。通过精制氢氧化钙溶液与CO2在栓塞流反应器系统中的反应形成沉淀碳酸钙。此发明的缺点在于由于氢氧化钙在水中的非常低溶解度，要求更多的稀释以溶解所有的氢氧化钙。此外，大体积氢氧化物溶液的沉降和过滤变得困难和要求沉降罐&过滤单元，它们使该工艺在经济性上没有吸引力。
根据以上事实显然的是需要开发从富含碳酸钙的工业副产品生产碳酸钙的新方法。
发明目的在本发明中描述的工作已经开展，其意图在于精制在肥料的硝基磷酸盐装置或其它工业中产生的富含碳酸钙副产品以将该副产品转化成工业有用附加值产品。
本发明的主要目的是提供精制在工业过程中产生的富含碳酸钙副产品的方法，该方法避免以上详细描述的缺点。
本发明的另一个目的是开发石灰石的替代来源，用于生产适于商业应用的细分碳酸钙。
本发明的仍然另一个目的是提供精制如在硝酸磷肥化肥厂中产生的细粒度为20-150微米的富含碳酸钙的副产品的方法，以最小化由这样固体废物引起的污染和改进环境质量。
本发明的仍然另一个目的是提供用于在硝酸磷肥化肥厂中产生的富含碳酸钙的副产品精制的热处理方法。
本发明的仍然另一个目的是通过有利地采用在硝酸磷肥化肥厂中产生的富含碳酸钙的副产品，生产用作油漆、塑料、橡胶和PVC中填料的精制涂敷细分碳酸。
本发明的仍然另一个目的是提供在硝酸磷肥化肥厂和富含碳酸钙处理单元中的污染减少措施。
本发明的这些目的是显然的，如进一步在以下详细描述中提供的那样。
发明概述在本发明中描述的热处理显著地精制在硝酸磷肥化肥厂中产生的富含碳酸钙的副产品以得到精制碳酸钙。进一步注意到可以在合适速率下通过系统加入水含量达25％的富含碳酸钙的副产品而不会不利地影响最终产品质量。进一步注意到可以研磨冷却器出口物料以得到由最终应用要求的细度。在此应用的涂敷粉碎/细研磨材料的方法提供使材料适于橡胶，油漆，塑料和PVC的措施。
此外，本发明的方法使用间接加热而避免产生粉尘和通过在水中洗涤释放的铵和氮化合物而防止空气污染。另外，方法显著地增加产品的白度/亮度。
附图简单说明在本说明书附图中，
图1表示用于在硝酸磷肥化肥厂中产生的富含碳酸钙副产品热处理单元的机器/设备。该单元具体化为如下设备M-浆式混合机和螺杆进料器；S1-间接旋转干燥器；S2-间接转鼓加热器；S3-夹套冷却器；P-超细粉碎机；T-料浆罐；F-压力过滤器；D-闪蒸干燥器和C-旋风分离器/除尘器。数字1-8表示如下
1.富含碳酸钙的副产品，即原材料2.水3.涂敷剂溶液4.蒸汽5.滤液6.产品7.烟道气8.废气发明详述因此，本发明提供一种精制在工业过程中，特别是在硝酸磷肥化肥厂中产生的富含碳酸钙副产品，用于生产高价值细分碳酸钙的方法，该方法包括在5-20kg/h的进料速率下，借助于在10-40RPM速度下旋转的螺杆进料器，向由间接加热预热和保持在250℃-400℃所需温度下的旋转干燥器中，连续加入包含最大为25％水分和粒度为20-150微米的潮湿的富含碳酸钙副产品以除去水分达25％，挥发性物质7-8％，并分解或升华在0.1-0.3％范围内存在为杂质的铵化合物(氨氮)，通过将倾斜角从1.0度改变到1.4度和将干燥器的旋转速度从1RPM改变到4RPM，将停留时间从20分钟到30分钟改变，因此将物料出口速率从2.5kg/h改变到20kg/h，从干燥器吹出释放的水汽，挥发性物质和氨气，将废气洗涤入水罐中以避免氨在该装置周围环境中形成粉尘和释放，通过装配有波纹管和进料斗的连接器/破裂器，将从干燥器流出的物料加至预热和保持在大于约550℃和小于650℃所需温度下的转鼓加热器中，以分解和升华在0.05-0.1％范围的硝酸盐杂质(为硝态氮)，通过将倾斜角从1.0度改变到1.4度和将旋转速度从1RPM改变到4RPM允许物料保留在转鼓加热器中的停留时间从30分钟到90分钟改变，除去来自转鼓加热器的释放气体和将它洗涤入水罐以防止其周围环境遭受粉尘和Nox污染，允许转鼓加热器出口物料通过水循环夹套螺杆输送机类型物料冷却器，以在环境温度下，在与转鼓加热器出口速率同步的出口速率，即2-15kg/h下得到精制物料，随后将它在针盘/磨盘磨粉机里进行研磨到1-20微米的微粒尺寸，在料浆罐中分散细分的碳酸钙以获得40-50wt％固体料浆，采用搅拌加热料浆到85-95℃，随后以足够量加入碳链长度为16-20个碳原子的脂肪酸衍生物或其盐的热(70-90℃)乳液或溶液，以在最终产品中得到3-4％总脂肪物质，允许混合物冷却到小于50℃，其后以已知方式从混合物除去水溶性组分和将产品分离，干燥和粉碎以获得细分的涂敷碳酸钙。
在本发明的一个实施方案中，水含量最多达25wt％的富含碳酸钙副产品可以用作起始/原材料。这提供使用直接来自硝酸磷肥化肥厂或在料仓中贮存较长时间的潮湿富含碳酸钙的副产品的特殊优点。因此，由本发明提供的工艺可以用于硝酸磷肥化肥厂和变成连续的。
在本发明的另一个实施方案中，硝酸磷肥化肥厂的富含碳酸钙副产品可以在5-20kg/h下连续加入，由热处理精制到它可用作橡胶、塑料、油漆和PVC中填料的水平。
在本发明的仍然另一个实施方案中，通过富含碳酸钙的副产品的热处理和微粉碎，从富含碳酸钙的副产品中的约85％到大于96％，显著改进产品的白度/亮度。
在本发明的仍然另一个实施方案中，通过使用特殊设计的单元提供精制在工业过程中，特别是在硝酸磷肥化肥厂中产生的富含碳酸钙副产品的生态环境友好和连续方法，其中不使用在单一壳中具有干燥，煅烧和冷却区域采用直接加热的旋转干燥炉，当细粉状物料通过它时它导致广泛的粉尘产生，而使用组套排列的干燥器-加热器-冷却器(见图1)和间接加热以避免产生粉尘和考虑除去释放的气体和在水中洗涤释放的气体以减少污染。
在本发明的仍然另一个实施方案中，在旋转干燥器中在250-400℃的温度下除去在富含碳酸钙副产品中存在的达25％的水分，7-8％的挥发性物质和0.1-0.3％铵化合物(为氨氮)。
在本发明的仍然另一个实施方案中，在转鼓加热器中在大于550和小于650℃的温度下除去在富含碳酸钙副产品中存在的0.05-0.1％硝酸盐杂质(为硝态氮)。
在本发明的仍然另一个实施方案中，可以通过将倾斜角从1.0度改变到1.4度和将旋转速度从1RPM改变到4RPM，将来自旋转干燥器和转鼓加热器的物料出口速率分别调节到2.5-20kg/h和2-15kg/h。
在本发明的仍然另一个实施方案中，使用脂肪酸衍生物或其盐的热乳液或溶液涂敷精制且细分的碳酸钙，以获得含有3-4％总脂肪物质的产品，使得它适用于橡胶，油漆，塑料和PVC。
在本发明的仍然另一个实施方案中，通过热处理除去杂质将富含碳酸酸副产品的纯度从88-90％改进到97-98％。
在工业过程中，特别是在硝酸磷肥化肥厂中产生的富含碳酸钙副产品包含88-90％碳酸钙，0.2-0.4％总氮，0.1-0.3％氨氮，0.05-0.1％硝态氮，1.0-1.5％为P2O5的磷酸盐，0.20-0.25％为F-的氟化物，3.50-4.00％混合氧化物(铝，铁，磷酸盐和盐酸中不溶物)，7-8％挥发性物质，43-45％烧失量，0.10-0.15为Na2O的溶解碱和1.0-1.2％酸不溶性物质。此外，5％含水悬浮液的pH为9-9.3，堆积密度为1.30-1.35g/ml，亮度/白度为85％和粒度为20-150微米。
进行了由现有技术中已知的方法精制富含碳酸钙副产品的尝试。使用常规技术施行物理分离方法如筛分，浮选，沉降和水力漩流法。进行干燥富含碳酸钙副产品的筛分分析和分析杂质。-350目级分包含最小的杂质但废弃物是起始碳酸钙的50％。由于粗粒度(20-150微米)和高密度(2.3-2.7g/ml)，不能有利地采用沉降和水力漩流器技术。也尝试使用10％重量/重量富含碳酸钙副产品料浆和阳离子，阴离子和非离子表面活性剂，采用松油作为起泡剂的泡沫浮选方法而没有杂质的显著脱除。也发现采用热或冷水洗涤副产品不能用于脱除氨和硝酸盐杂质到所需的水平。在这些方法中，每个方法获得的结果显示在富含碳酸钙副产品中存在的杂质是碳酸钙晶体的整体部分和不是物理混合的，如在常规原材料-石灰石情况下为正常的那样。
由于化学品不能浸提夹带的杂质，相反，碳酸钙溶解，使用现有技术中提及的化学品浸提杂质的常规化学处理方法不是富有成效的。
因此，它涉及研究热处理对富含碳酸钙副产品的影响。将物料从环境温度逐步加热到900℃，在每个步骤中温度增加100℃和在该温度下保持一小时。在每种情况下记录重量损失百分比。由XRD分析检验所有样品的结晶度百分比和用于识别在热处理副产品碳酸钙中存在的相。表1中给出的结果显示通过达到600℃的热处理除去富含碳酸钙副产品的杂质而不分解碳酸钙。
表1热处理对副产品碳酸钙的影响序号 样品％重量损失％结晶度识别的相1 自身 - 81方解石2 在100℃下加热，1h3.60 83方解石3 在200℃下加热，1h5.00 - 方解石4 在300℃下加热，1h5.70 - 方解石5 在400℃下加热，1h6.80 - 方解石6 在500℃下加热，1h9.40 67方解石7 在600℃下加热，1h9.90 62方解石8 在700℃下加热，1h14.50 56方解石9 在800℃下加热，1h47.10 0.0 CaO10 在900℃下加热，1h47.10 0.0 CaO因此，在本发明中，通过热处理进行在工业过程中，特别是在硝酸磷肥化肥厂中产生的富含碳酸钙副产品的精制。
在5-20kg/h的进料速率下，借助于在10-40RPM速度下旋转的螺杆进料器，向由间接加热预热和保持在250℃-400℃所需温度下的旋转干燥器中，连续加入包含最大为25％水分和粒度为20-150微米的潮湿富含碳酸钙副产品。在此期间，除去水分达25％，挥发性物质7-8％。分解和升华以0.1-0.3％范围存在为杂质的铵化合物(为氨氮)。
通过将倾斜角从1.0度改变到1.4度和将干燥器的旋转速度从1RPM改变到4RPM，将在旋转干燥器中的停留时间从20分钟到30分钟改变。结果是物料出口速率从2改变到20kg/h。
借助于鼓风机将在干燥器中释放的水汽，挥性性物质和氨气从干燥壳吹开。将废气洗涤入水罐中以避免氨在装置周围环境中形成粉尘和释放。
通过装配有波纹管和进料斗的连接器/破裂器，将从干燥器流出的物料加至由间接加热预热和保持在550℃-650℃所需温度下的转鼓加热器中。在此期间，以0.05-0.1％范围存在的硝酸盐杂质(为硝态氮)分解和升华。通过将倾斜角从1.0度改变到1.4度和将旋转速度从1RPM改变到4RPM允许物料在转鼓加热器中保持30-90分钟的停留时间。将来自转鼓加热器的释放气体洗涤入水罐以防止环境遭受粉尘和Nox污染。
将转鼓加热器出口物料通过水循环夹套螺杆输送机类型物料冷却器，以在环境温度下，在与转鼓加热器出口速率同步的出口速率，即2-15kg/h下得到精制物料。随后将它在针盘/磨盘磨粉机里进行研磨到1-20微米的微粒尺寸。在料浆罐中分散细分的碳酸钙以获得40-55wt％固体料浆。
采用搅拌加热料浆到85-95℃，随后以足够数量加入碳链长度为16-20个碳原子的脂肪酸衍生物或其盐的热(70-90℃)乳液或溶液，以在最终产品中得到3-4％总脂肪物质。允许混合物冷却到小于50℃，其后以已知方式从混合物除去水溶性组分和将产品分离，干燥和粉碎以获得具有表2所示性能的细分的涂敷碳酸钙，该性能指示它可用作油漆，塑料，橡胶和PVC中的填料。
表2.精制的细分和涂敷碳酸钙的性能结果序号 性能未涂敷的 涂敷的1 在150目BSS上的筛分残余物 零 零2 5％含水悬浮液的pH 9.5-10.5 9.0-10.03 酸不溶物，％ 0.20-0.25 0.10-0.154 烧失量，％42-44 43-455 混合氧化物(Fe，Al，磷酸盐，二氧化硅)，％ 3.0-4.03.0-3.56 CaCO3的纯度，由酸定量法，％ 97-98 95-977 总脂肪物质，％零 2.5-3.58 粒度，微米小于20 小于20表3表示对于干燥富含碳酸钙副产品，干燥器出口物料，煅烧器/冷却器出口物料，细分碳酸钙和涂敷碳酸钙，由Mastersizer-2000(Malvern，UK)粒度分析仪作为干燥粉末测量的粒度分布曲线。
表3.粒度分析的结果
根据本发明生产精制的细分和涂敷碳酸钙的方法使用新种类的原材料，它是在硝酸磷肥化肥厂中产生的副产品，迄今为止没有用于该目的，粒度为20-150微米和包含不通常在常规采用的原材料，石灰石中发现的各种类型杂质。
可以通过在105-110℃下干燥物料足够的时间而除去水分。一般情况下，干燥要求的时间随增加的温度而降低，直到其中物料不分解的温度。
铵化合物如(NH4)2CO3，NH4HCO3，NH4Cl和NH4F在特定温度下升华或分解，如碳酸铵在58℃下分解，碳酸氢铵在36-60℃下分解和升华，硝酸铵在210℃下分解。氯化铵和氟化铵在约335℃下升华。硝酸钙(无水)在561℃下熔融，Ca(NO3)2·3H2O在51.5℃下熔融，Ca(NO3)2·4H2O在132℃下分解。一磷酸钙在203℃下分解，二磷酸钙在25℃下分解，和三磷酸钙在1670℃下熔融。焦磷酸钙Ca2P2O7在1230℃下熔融和偏磷酸钙Ca(PO3)2在975℃下熔融，氢氧化钙在580-600℃下分解成CaO和水。
文石类型碳酸钙在825℃下分解，而方解石类型在约895℃下分解成CaO和CO2。如果将碳酸钙加热到约1000℃，它形成僵烧/无活性CaO和释放CO2。
该方法的创造性包括
-使用原材料而不进行预干燥和破碎。
-在整个加工中保持物料在自由流动状态。
-通过热处理除去化学杂质。
-改进亮度而不使用任何特殊的试剂。
-煅烧非常细(20-150微米)和高度致密(2.3-2.7g/ml)的颗粒而粉尘最小化。
-通过限制热处理到更低温度而避免要求特殊类型的转鼓加热器构造材料。
-限制热处理对杂质的影响而不分解碳酸钙。
-安排洗涤释放的气体以避免污染周围环境。
如下实施例通过说明给出和因此不应当用于限制本发明的范围。
实施例-1在10kg/h的速率下，通过旋转速度为20转每分钟(RPM)的螺杆进料器，将按干基含有11％水分和85％CaCO3的副产品碳酸钙加至在300℃下预热，倾斜角为1.4度和干燥器壳旋转速度为2RPM的干燥器中。保持时间是30分钟。发现从干燥器中流出的物料的水分为0.02-0.22wt％。将出口物料引入在转鼓加热器中的第二阶段热处理中，该加热器由间接加热预热到600℃，倾斜角为1.08度和壳旋转速度为1.5RPM。保持时间是30分钟。发现产品含有96wt％CaCO3，3.0wt％混合氧化物，包括1.5wt％的P2O5含量。
实施例-2在10kg/h的速率下，通过旋转速度为20转每分钟(RPM)的螺杆进料器，将按干基含有11％水分和85％CaCO3的副产品碳酸钙加至在300℃下预热，倾斜角为1.05度和干燥器壳旋转速度为2RPM的干燥器中。保持时间是30分钟。发现从干燥器中流出的物料的水分为0.02-0.22wt％。将出口物料引入在转鼓加热器中的第二阶段热处理中，该加热器由间接加热预热到600℃，倾斜角为1.08度和壳旋转速度为3RPM。保持时间是30分钟。发现产品含有96wt％CaCO3，3.0wt％混合氧化物，包括1.5wt％的P2O5含量。
实施例-3在10kg/h的速率下，通过旋转速度为20转每分钟(RPM)的螺杆进料器，将按干基含有2.26％水分和85％CaCO3的副产品碳酸钙加至在300℃下预热，倾斜角为1.05度和干燥器壳旋转速度为2RPM的干燥器中。保持时间是30分钟。发现从干燥器中流出的物料的水分为0.02-0.22wt％。将出口物料引入在转鼓加热器中的第二阶段热处理中，该加热器由间接加热预热到600℃，倾斜角为1.08度和壳旋转速度为3RPM。保持时间是30分钟。发现产品含有96wt％CaCO3，3.0wt％混合氧化物，包括1.5wt％的P2O5含量。
实施例-4在5kg/h的速率下，通过旋转速度为6转每分钟(RPM)的螺杆进料器，将按干基含有12.6％水分和85％CaCO3的副产品碳酸钙加至在300℃下预热，倾斜角为1.05度和干燥器壳旋转速度为2RPM的干燥器中。保持时间是30分钟。发现从干燥器中流出的物料的水分为0.02-0.22wt％。将出口物料引入在转鼓加热器中的第二阶段热处理中，该加热器由间接加热预热到600℃，倾斜角为1.08度和壳旋转速度为3RPM。保持时间是30分钟。发现产品含有96wt％CaCO3，3.0wt％混合氧化物，包括1.5wt％的P2O5含量。
实施例-5在5kg/h的速率下，通过旋转速度为6转每分钟(RPM)的螺杆进料器，将按干基含有18.5％水分和85％CaCO3的副产品碳酸钙加至在300℃下预热，倾斜角为1.05度和干燥器壳旋转速度为2RPM的干燥器中。保持时间是30分钟。发现从干燥器中流出的物料的水分为0.02-0.22wt％。将出口物料引入在转鼓加热器中的第二阶段热处理中，该加热器由间接加热预热到600℃，倾斜角为1.08度和壳旋转速度为3RPM。保持时间是30分钟。发现产品含有96wt％CaCO3，3.0wt％混合氧化物，包括1.5wt％的P2O5含量。
实施例-6在8kg/h的速率下，通过旋转速度为6转每分钟(RPM)的螺杆进料器，将按干基含有12.6％水分和85％CaCO3的副产品碳酸钙加至在300℃下预热，倾斜角为1.05度和干燥器壳旋转速度为2RPM的干燥器中。保持时间是30分钟。发现从干燥器中流出的物料的水分为0.02-0.22wt％。将出口物料引入在转鼓加热器中的第二阶段热处理中，该加热器由间接加热预热到600℃，倾斜角为1.08度和壳旋转速度为3RPM。保持时间是30分钟。发现产品含有96wt％CaCO3，3.0wt％混合氧化物，包括1.5wt％的P2O5含量。在此实施例中，冷却器也在螺杆转速7RPM，冷却水速率60LPH，冷却水入口温度24℃的条件下操作。来自转鼓加热器的出口物料的温度大于30℃，和在冷却器出口的温度发现为34℃。
实施例-7使用超细粉碎机保持物料温度小于60℃，研磨在实施例-1中获得的热处理物料。研磨的物料具有如图2(d)所示的粒度分布。
实施例-8将在实施例-7中获得的研磨碳酸钙浆化以得到约50％重量/重量。采用连续搅拌将料浆加热到85℃。以一定比例向此物质中加入从硬脂酸和氢氧化钠制备的乳液以在CaCO3上得到3.5wt％的涂料。允许料浆采用连续搅拌冷却到45℃和其后将产品由过滤分离，采用水洗涤，干燥和粉碎。发现涂敷的样品具有表2所示的性能。
本发明的主要优点是1.可以由简单的热处理，使用通常使用的机械精制在工业过程中，特别是在硝酸磷肥化肥厂中产生的富含碳酸钙副产品。
2.将富含碳酸钙的副产品转化成适用于橡胶，油漆，PVC和塑料应用的增值材料。
3.探究出用于生产适于商业应用的碳酸钙的石灰石的替代来源。
4.成功地处理细粒度为20-150微米的富含碳酸钙副产品而不引起通常由于产生粉尘而与这样细粉末相关的污染。
5.已经根据本发明开发出连续工艺，该工艺可以与产生富含碳酸钙副产品的装置连接。因此，最小化了由这样副产品引起的固体废物污染和改进环境质量。
6.由于用于精制副产品碳酸钙的热处理温度为约600℃，不要求特殊类型的钢用于旋转干燥器和转鼓加热器。
7.热处理提供同时除去所有主要杂质的特殊优点。因此，在精制工艺中不要求许多单元操作。
8.开发具有改进碳酸钙亮度而不加入任何额外试剂的工艺。
权利要求
1.一种精制在工业过程中，特别是在硝酸磷肥化肥厂中产生的富含碳酸钙副产品，用于生产高价值细分碳酸钙的方法，该方法包括(a)在5-20kg/h的进料速率下，借助于在10-40RPM速度下旋转的螺杆进料器，向预热和保持在260℃-400℃所需温度下的旋转干燥器中，连续加入包含最大为25％水分和粒度为20-150微米的潮湿富含碳酸钙副产品以除去水分达25％，挥发性物质7-8％，将作为氨氮在0.1-0.3％范围内存在为杂质的铵化合物分解或升华，通过将倾斜角从1.0度改变到1.4度和将干燥器的旋转速度从1RPM改变到4RPM而具有20-30分钟的停留时间，因此将物料出口速率从2kg/h改变到20kg/h，从干燥器吹出释放的水汽，挥发性物质和氨气和将废气洗涤入水罐中以避免氨在该装置周围环境中形成粉尘和释放，(b)通过装配有波纹管和进料斗的连接器/破裂器，将从干燥器流出的物料加至预热和保持在500℃-600℃所需温度下的转鼓加热器中和分解或升华硝酸盐杂质0.05-0.1％(为硝态氮)，通过将倾斜角从1.0度改变到1.4度和将旋转速度从1RPM改变到4RPM允许该物料在转鼓加热器中保持30-90分钟的停留时间，(c)允许转鼓加热器出口物料冷却以在环境温度下，在与转鼓加热器出口速率同步的出口速率，即2-20kg/h下得到精制物料，(d)在针盘/磨盘磨粉机里进行研磨到1-20微米的微粒尺寸，(e)在料浆罐中分散细分的碳酸钙以获得40-55wt％固体料浆，采用搅拌加热料浆到小于95℃，随后以足够数量加入碳链长度为16-20个碳原子的脂肪酸衍生物或其盐的热(70-90℃)乳液或溶液，以在最终产品中得到3-4％总脂肪物质，允许混合物冷却到小于50℃，其后以已知方式从混合物除去水溶性组分和分离产品，(f)干燥和粉碎以获得细分的涂敷碳酸钙。
2.如权利要求1中步骤(a)所述的方法，其中通过设定螺杆进料器旋转速度优选在5-20RPM，在5-20kg/h进料速率下将原材料副产品碳酸钙加至旋转干燥器中。
3.如权利要求1中步骤(a)所述的方法，其中优选在250℃-350℃范围内通过间接加热而预热该旋转干燥器。
4.如权利要求1中步骤(a)所述的方法，其中将该旋转干燥器设定在1.08-1.4度的倾斜角和优选在2-3RPM的壳旋转速度。
5.如权利要求1中步骤(a)所述的方法，其中用于热处理的停留时间是20-30分钟。
6.如权利要求1中步骤(b)所述的方法，其中通过装配有进料斗和波纹管的连接部分，将从旋转干燥器流出的出口物料加至由间接加热预热到550℃-600℃的转鼓加热器中。
7.如权利要求1中步骤(b)所述的方法，其中在转鼓加热器中用于热处理的停留时间优选为30-45分钟。
8.如权利要求1中步骤(c)所述的方法，其中允许从旋转加热器流出的热物料通过具有在5-15RPM下旋转的螺杆输送器的水夹套物料冷却器以得到小于35℃的物料出口温度。
9.如权利要求1中步骤(c)所述的方法，其中物料出口速率优选为5-15kg/h。
10.如权利要求1中步骤(d)所述的方法，其中将来自冷却器的出口物料研磨以降低粒度在10-20微米之间。
11.如权利要求1中步骤(e)所述的方法，其中将该细分碳酸钙分散在水中以获得45-55％(重量/体积)料浆，采用连续搅拌加热到85-95℃和与单独制备的硬脂酸衍生物的热(85-95℃)乳液混合，采用连续搅拌允许冷却到20-45℃，以获得含有脂肪物质的2-3.5wt％涂料。
12.如权利要求1中步骤(f)所述的方法，其中该细分碳酸钙具有表2给出的性能，它适于作为橡胶，油漆，PVC，塑料等中的填料。
13.如权利要求1-11所述的方法，其中不加入任何另外的试剂改进产品的亮度或白度。
14.如权利要求1-11所述的方法，其中开发用于生产适于商业应用的碳酸钙的石灰石的替代来源。
15.如权利要求1-11所述的方法，其中该方法在硝酸磷肥化肥厂中是环境友好的。
全文摘要
通过采用热处理的精制步骤，粉碎和使用脂肪酸或其衍生物的乳液进行涂敷，从富含碳酸钙的硝酸磷肥化肥厂的副产品生产适于工业应用的细分碳酸钙的环境友好方法。
文档编号B01D7/00GK1484616SQ01816284
公开日2004年3月24日 申请日期2001年10月31日 优先权日2001年10月31日
发明者R·V·贾斯拉, P·M·奥扎, R·S·索马尼, J·R·丘那瓦拉, M·V·谢斯, V·V·撒卡, Y·M·巴黑卡, J·艾耶尔, V·B·帕特尔, , R V 贾斯拉, 丘那瓦拉, 奥扎, 巴黑卡, 帕特尔, 撒卡, 索马尼, 谢斯 申请人:科学和工业研究会, 古吉拉特讷尔默达流域肥料有限公司