工業(yè)氫氧化鈣為白色固體粉末,無臭,微苦味。其密度為2.24 g/cm3,熔點為580℃,沸點為2850℃。在空氣中吸收水分,并產(chǎn)生熱。其水溶液為強堿性,能與酸反應(yīng)并產(chǎn)生大量的熱。
工業(yè)氫氧化鈣是一種堿性物質(zhì),在水中會發(fā)生水解反應(yīng)生成氫氧根離子(OH-),釋放大量的熱。與酸反應(yīng)能產(chǎn)生中和反應(yīng),生成鹽和水。此外,氫氧化鈣還具有脫酸性和脫水性,可以將有機酸和水分解為相應(yīng)的酸鹽和水。
三、工業(yè)氫氧化鈣的用途
1、污水處理
在工業(yè)和市政污水處理中,氫氧化鈣用于調(diào)節(jié)廢水的酸堿度。它能夠中和廢水中的酸性成分,減少其對環(huán)境的影響。此外,氫氧化鈣可以與廢水中的污染物反應(yīng),形成不溶性的沉淀物,從而凈化廢水,去除懸浮顆粒和金屬離子。
2、廢氣處理
在工業(yè)廢氣處理中,氫氧化鈣可以用于中和廢氣中的酸性物質(zhì),減少酸性廢氣的排放。這有助于降低大氣污染和酸雨的產(chǎn)生,維護(hù)環(huán)境健康。
3、水處理
水處理是一個重要的應(yīng)用領(lǐng)域。氫氧化鈣可以用于澄清水體、調(diào)整水質(zhì)和去除污染物。它能夠幫助去除水中的懸浮物、細(xì)菌、有機物質(zhì)和重金屬,提高水的安全性和可用性。
4、金屬冶煉
在金屬冶煉過程中,氫氧化鈣被用于凈化金屬熔煉中的雜質(zhì)。它可以與雜質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成不溶性的氧化物或氫氧化物,將雜質(zhì)分離出來,從而提高金屬質(zhì)量。
5、建筑材料
氫氧化鈣在建筑領(lǐng)域中用于制備石灰漿、石膏板等材料。它可以增強材料的粘結(jié)性、穩(wěn)定性和硬化性,用于構(gòu)建堅固和耐久的建筑結(jié)構(gòu)。
6、化學(xué)工業(yè)
在化學(xué)反應(yīng)中,氫氧化鈣可以用作催化劑、中和劑或反應(yīng)物。它在酸堿中和、氧化還原等反應(yīng)中發(fā)揮著重要作用。
7、環(huán)保工程
在環(huán)保工程中,氫氧化鈣用于處理廢水、廢氣和固體廢棄物。它可以中和酸性廢物、凈化污染物,有助于環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展。
四、工業(yè)氫氧化鈣的制備步驟
1、原料準(zhǔn)備
先需要準(zhǔn)備石灰石(CaCO3)作為原料。石灰石是一種含有碳酸鈣的礦石,廣泛存在于自然界中。
2、石灰石的煅燒
石灰石煅燒是制備氫氧化鈣的關(guān)鍵步驟。具體步驟如下:
①石灰石破碎:將石灰石進(jìn)行破碎,使其顆粒較小,以便于煅燒反應(yīng)的進(jìn)行。
②石灰石預(yù)熱:將石灰石顆粒進(jìn)行預(yù)熱,通常在500°C左右。預(yù)熱過程有助于去除一部分結(jié)晶水和二氧化碳。
③石灰石煅燒:將預(yù)熱后的石灰石加熱到高溫,通常在800°C至1000°C的范圍內(nèi)。在這個溫度下,石灰石會發(fā)生煅燒反應(yīng),分解成氧化鈣(CaO)和二氧化碳(CO2)。
3、氧化鈣的水化
煅燒后得到的氧化鈣需要迅速與水反應(yīng),生成氫氧化鈣(石灰乳)。這個步驟是在氧化鈣極易與水反應(yīng)的條件下進(jìn)行的。
①水化反應(yīng):將氧化鈣與適量的水進(jìn)行反應(yīng),生成氫氧化鈣(Ca(OH)2)。這個反應(yīng)是放熱反應(yīng),同時會產(chǎn)生水蒸氣。
4、澄清和過濾
在水化過程中,會生成一部分懸浮固體。為了獲得較為純凈的氫氧化鈣漿料,需要進(jìn)行澄清和過濾操作。
5、濃縮和干燥
氫氧化鈣漿料可能較稀,需要經(jīng)過濃縮過程,以達(dá)到所需濃度。然后,可以通過加熱和脫水的方式將氫氧化鈣漿料干燥,得到固體的氫氧化鈣。
五、工業(yè)氫氧化鈣的作用
1、中和
氫氧化鈣在中和過程中,通過與酸性廢水中的酸性物質(zhì)反應(yīng),中和廢水的酸性,降低廢水的酸堿度。這有助于防止酸性廢水對環(huán)境的危害,減少對水體、土壤和生物的損害。
2、pH調(diào)節(jié)
氫氧化鈣可用于調(diào)節(jié)廢水和廢氣的pH值,使其適應(yīng)后續(xù)處理要求。不同處理過程對于廢水和廢氣的pH要求不同,通過調(diào)節(jié)pH值可以優(yōu)化后續(xù)處理的效果,提高廢水和廢氣的處理效率。
3、沉淀
氫氧化鈣在廢水處理中,與廢水中的污染物反應(yīng)生成不溶性的沉淀物,如氫氧化鐵等。這些沉淀物會沉淀到底部,從而凈化廢水,去除其中的懸浮顆粒和有害物質(zhì)。
4、金屬去除
氫氧化鈣可以與廢水中的金屬離子反應(yīng),生成金屬氫氧化物沉淀。這有助于去除廢水中的重金屬離子,減少其對環(huán)境的污染。
5、磷的去除
磷是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的主要元素之一。氫氧化鈣與廢水中的磷酸鹽反應(yīng),形成不溶性的磷酸鈣沉淀,從而去除水體中的磷,減少富營養(yǎng)化的風(fēng)險。
6、氫硫化物去除
廢氣中的氫硫化物會對環(huán)境和健康產(chǎn)生危害。氫氧化鈣可以與氫硫化物發(fā)生反應(yīng),生成硫化鈣沉淀,從而將有害的氫硫化物去除或減少。