6. ПОЛУЧЕНИЕ ГИДРООКСИХЛОРИДА КАЛЬЦИЯ И ХЛОРИДА КАЛЬЦИЯ ИЗ НЕГО

Гидрооксихлорид кальция образуется при смешении в стехиометрическом отношении хлорида кальция, молотой извести и воды. Его можно выделить из дистиллерной жидкости без выпарки ее или на определенной стадии ее выпари­вания. Он может быть использован непосредственно, например в строительной технике в качестве добавки, ускоряющей твердение бетона, или переработан на хлорид кальция.

Из водного ~10% раствора СаС12 прибавлением сухой гаше­ной извести можно выделить в виде гидрооксихлорида кальция до ~26% СаС12. При этом образуется хорошо кристалли­зующийся осадок. В маточном растворе, количество которого со­ставляет ~80% от исходных количеств раствора СаС12 и Са(ОН)2, содержится 6 – 7% СаС12 и ~0,1% Са(ОН)2. Из дистиллерной жидкости, предварительно выпаренной до содержания 21 – 22% СаС12, при этих же условиях выделяется до 66% СаС12. Для получения кристаллов в хорошо фильтрующейся форме в этом случае необходимо применять вместо сухой гидроокиси кальция извест­ковое молоко. При этом осаждение следует производить, добавляя раствор СаС12 к подогретому до 50 – 60°С известковому молоку при постоянном перемешивании. Затем массу охлаждают до ~1°С для получения максимального выхода гидрооксихлорида. В жидкой фазе, количество которой ~60% от исходной смеси, после кристал­лизации гидрооксихлорида остается 7 – 8% СаС12 и ~0,15% Са(ОН)2.

Для получения 30% раствора СаС12 при 55ºС необходимо обработать гидрооксихлорид небольшим количеством воды – 5 – 6% от веса гидрооксихлорида. Однако при этом получается плохо фильтрующаяся масса. Лучшие результаты достигаются при разложении гидрооксихлорида не­сколько большим количеством воды –приблизительно 14% от его веса. В этом случае в полученном растворе содержится 24 – 25% СаС12.

Изложенное свидетельствует, что переработка гидрооксихло­рида кальция, получаемого из дистиллерной жидкости, не может быть экономичной и поэтому она не применяется.

Использование более концентрированных (чем дистйллерная жидкость) растворов СаС12 для получения гидрооксихлорида каль­ция дает существенные преимущества. Так, если применять рас­твор с концентрацией 25 – 35% СаС12, то можно получить высокий выход продукта при охлаждении реакционной массы до 20°С (вме­сто 0°С).

7. ПОЛУЧЕНИЕ БЕЗВОДНОГО ХЛОРИДА КАЛЬЦИЯ ИЗ СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ И ИЗВЕСТНЯКА

Получение хлорида кальция этим методом заключается в растворении известняка в соляной кислоте, в очистке образующегося «сырого» (неочищенного) раствора СаС12 от примесей и в обезвоживании его. Продукт получается более чистым, чем из отходящих жидкостей содового или хлоратного производства.

Растворение известняка (куски не больше 50 мм) производят в стальных баках, футерованных двумя слоями диабазовой плитки. В нижней части растворителя имеется решетка ив диабазовых плиток, поддерживающая загружаемый известняк. Соляную кис­лоту, разбавленную до 14% НС1, подают из напорного бака. Обра­зующийся раствор СаС12, вытекающий из растворителя через шту­цер в нижней его части по винипластовой трубе, должен содержать не больше 14 г/л свободной кислоты. Этого достигают, поддержи­вая определенную высоту слоя известняка.

Выделяющиеся из растворителей газы, содержащие СО2 и НС1, протягиваются вентилятором через керамическую башню, запол­ненную известняком и орошаемую разбавленным раствором хло­рида кальция. Вытекающий из башни раствор, содержащий 300 – 350 г/л СаС12, примешивают к основному раствору.

Получающийся сырой раствор, содержащий 450 – 600 г/л СаС12, очищают от примесей соединений Fe, Mg, A1 и . Очистку про­изводят в стальном, футерованном диабазовой плиткой реакторе с пропеллерной мешалкой (30 об/мин). Вначале раствор очищают от сульфатов. В реактор заливают ~10 м3 сырого раствора и вво­дят в него в сухом виде при перемешивании ~15 кг хлористого бария. Осаждение сульфата бария заканчивается в течение 20 – 25 мин. Затем раствор подогревают острым паром до 70 – 75°С и добавляют к нему известь-пушонку для осаждения гидроокисей железа, магния и алюминия. После 40 – 50-минутного отстаивания раствор профильтровывают. Количество примесей в нем не должно превышать: 0,003 г/л Fe, 0,03 г/л , 0,025 г/л Mg. Раствор содержит немного Са(ОН)2 (в пересчете на СаО 2,8 – 3,5 г/л). Для получения безводного продукта в распылительной сушилке раствор должен иметь нейтральную или слабощелочную реакцию: при значительной щелочности раствор вспенивается, что затрудняет ра­боту разбрызгивающей форсунки. Нейтрализацию избыточной ще­лочности осуществляют, добавляя при перемешивании соляную кис­лоту в сборник очищенного раствора. Затем очищенный раствор проходит через пенный аппарат, где его концентрация повышается до 700 г/л СаС12, и поступает на обезвоживание.

Обезвоживание хлорида кальция производят, распыляя раствор в потоке горячего газа. Стальная сушильная башня изнутри выло­жена листом из стали 1Х18Н10Т и имеет диаметр 5,5 и высоту 11 метров с коническими верхней и нижней частями. Вокруг нижнего основанья верхнего конуса с наружной стороны расположен желоб высотой около 0,5 м, из которого раствор СаС12 подается в фор­сунку. Распыление раствора производят предварительно высушен­ным сжатым воздухом (3 ат). В верхнюю часть сушильной башни поступает топочный газ, получаемый сжиганием природного газа, разбавленный воздухом для понижения его тем­пературы до 500°С. Распыленный раствор и горя­чий газ движутся в сушилке прямотоком сверху вниз. При этом вода из раствора выпаривается и образуется почти безводный продукт в виде сухого порошка. Часть СаС12 оседает внизу баш­ни и скапливается в конусном бункере. Большая часть продукта уносится потоком воздуха и улав­ливается в двух параллельно работающих цикло­нах. Продукт выгружают как из циклонов, так и из башни и упаковывают в барабаны из оцин­кованного железа.

Газ, выходящий из циклонов, уносит значи­тельное количество хлорида кальция(2 – 2,5г/м3). Для его улавливания применяют пенные аппа­раты, служащие одновременно и пылеуловите­лями и утилизаторами тепла газа; это тепло ис­пользуется для выпарки раствора перед его поступлением в сушильную башню. Пенные аппараты, применяемые в разных отраслях промышленности позволяют осуществлять очистку газов, теплопередачу и другие процес­сы, происходящие при контакте газов с жидкостями с весьма большой интенсив­ностью.

Пенный аппарат (рис. 1), диаметром 2,2 м и высотой 4,1 м, имеет горизонтально располо­женную решетку с отверстиями 6 мм. Живое сечение перфорированной части решетки составляет 21%. Раствор подается на решетку с одной стороны, течет по ней в виде слоя пены и отводится с решетки с другой стороны. Газ поступает в ап­парат снизу и, пройдя через отверстия решетки, вспенивает на­ходящуюся на ней жидкость. При скорости газа в полном сече­нии аппарата 1,6 – 3,5 м/сек создается высокая турбулентность газо-жидкостной системы, обеспечивающая интенсивное протека­ние процессов в этой системе, в данном случае улавливания пыли хлорида кальция и теплообмена. Схема установки для очистки газа от хлорида кальция показана на рис. 1. Очищенный раствор СаС12 предварительно проходит через пенный аппарат. Выходя­щий из него подогретый и выпаренный раствор концентрацией СаС12 до 700 г/л подают в сушильную башню. Выпарку раствора осуществляют отработанным газом, температура которого сни­жается от 150—160°С до 80—90°С. Улавливание брызг раствора, уносимых газом из пенного аппарата, производится в специальной ловушке.