工业氢氧化钙为白色固体粉末,无臭,微苦味。其密度为2.24 g/cm³,熔点为580℃,沸点为2850℃。在空气中吸收水分,并产生热。其水溶液为强碱性,能与酸反应并产生大量的热。
工业氢氧化钙是一种碱性物质,在水中会发生水解反应生成氢氧根离子(OH-),释放大量的热。与酸反应能产生中和反应,生成盐和水。此外,氢氧化钙还具有脱酸性和脱水性,可以将有机酸和水分解为相应的酸盐和水。
三、工业氢氧化钙的用途
1、污水处理
在工业和市政污水处理中,氢氧化钙用于调节废水的酸碱度。它能够中和废水中的酸性成分,减少其对环境的影响。此外,氢氧化钙可以与废水中的污染物反应,形成不溶性的沉淀物,从而净化废水,去除悬浮颗粒和金属离子。
2、废气处理
在工业废气处理中,氢氧化钙可以用于中和废气中的酸性物质,减少酸性废气的排放。这有助于降低大气污染和酸雨的产生,维护环境健康。
3、水处理
水处理是一个重要的应用领域。氢氧化钙可以用于澄清水体、调整水质和去除污染物。它能够帮助去除水中的悬浮物、细菌、有机物质和重金属,提高水的安全性和可用性。
4、金属冶炼
在金属冶炼过程中,氢氧化钙被用于净化金属熔炼中的杂质。它可以与杂质发生化学反应,形成不溶性的氧化物或氢氧化物,将杂质分离出来,从而提高金属质量。
5、建筑材料
氢氧化钙在建筑领域中用于制备石灰浆、石膏板等材料。它可以增强材料的粘结性、稳定性和硬化性,用于构建坚固和耐久的建筑结构。
6、化学工业
在化学反应中,氢氧化钙可以用作催化剂、中和剂或反应物。它在酸碱中和、氧化还原等反应中发挥着重要作用。
7、环保工程
在环保工程中,氢氧化钙用于处理废水、废气和固体废弃物。它可以中和酸性废物、净化污染物,有助于环境保护和可持续发展。
四、工业氢氧化钙的制备步骤
1、原料准备
先需要准备石灰石(CaCO3)作为原料。石灰石是一种含有碳酸钙的矿石,广泛存在于自然界中。
2、石灰石的煅烧
石灰石煅烧是制备氢氧化钙的关键步骤。具体步骤如下:
①石灰石破碎:将石灰石进行破碎,使其颗粒较小,以便于煅烧反应的进行。
②石灰石预热:将石灰石颗粒进行预热,通常在500°C左右。预热过程有助于去除一部分结晶水和二氧化碳。
③石灰石煅烧:将预热后的石灰石加热到高温,通常在800°C至1000°C的范围内。在这个温度下,石灰石会发生煅烧反应,分解成氧化钙(CaO)和二氧化碳(CO2)。
3、氧化钙的水化
煅烧后得到的氧化钙需要迅速与水反应,生成氢氧化钙(石灰乳)。这个步骤是在氧化钙极易与水反应的条件下进行的。
①水化反应:将氧化钙与适量的水进行反应,生成氢氧化钙(Ca(OH)2)。这个反应是放热反应,同时会产生水蒸气。
4、澄清和过滤
在水化过程中,会生成一部分悬浮固体。为了获得较为纯净的氢氧化钙浆料,需要进行澄清和过滤操作。
5、浓缩和干燥
氢氧化钙浆料可能较稀,需要经过浓缩过程,以达到所需浓度。然后,可以通过加热和脱水的方式将氢氧化钙浆料干燥,得到固体的氢氧化钙。
五、工业氢氧化钙的作用
1、中和
氢氧化钙在中和过程中,通过与酸性废水中的酸性物质反应,中和废水的酸性,降低废水的酸碱度。这有助于防止酸性废水对环境的危害,减少对水体、土壤和生物的损害。
2、pH调节
氢氧化钙可用于调节废水和废气的pH值,使其适应后续处理要求。不同处理过程对于废水和废气的pH要求不同,通过调节pH值可以优化后续处理的效果,提高废水和废气的处理效率。
3、沉淀
氢氧化钙在废水处理中,与废水中的污染物反应生成不溶性的沉淀物,如氢氧化铁等。这些沉淀物会沉淀到底部,从而净化废水,去除其中的悬浮颗粒和有害物质。
4、金属去除
氢氧化钙可以与废水中的金属离子反应,生成金属氢氧化物沉淀。这有助于去除废水中的重金属离子,减少其对环境的污染。
5、磷的去除
磷是导致水体富营养化的主要元素之一。氢氧化钙与废水中的磷酸盐反应,形成不溶性的磷酸钙沉淀,从而去除水体中的磷,减少富营养化的风险。
6、氢硫化物去除
废气中的氢硫化物会对环境和健康产生危害。氢氧化钙可以与氢硫化物发生反应,生成硫化钙沉淀,从而将有害的氢硫化物去除或减少。