Quy trình sản xuất bột Caco3 siêu mịn
25-04-2020
Đá vôi thiên nhiên có thành phần chủ yếu là CaCO3, liên kết thành những khối rắn chắc màu ghi xám hoặc mang màu của tạp chất, trọng lượng riêng 2,7 có nghĩa là 1 mét khối đá nặng tới 2,7 tấn, quả là “nặng như đá”. Nhưng từ quặng đó người ta lại làm ra được một chất cũng chính là nó, tức CaCO3, bản chất hoá học như CaCO3 thiên nhiên mà lại rất nhẹ, chưa bằng 1/6 lúc nó nằm trong quặng, gọi là canxicacbonat nhẹ hay bột nhẹ. Đó là một chất bột trắng, tan rất ít trong nước, nhưng lại tan dễ dàng trong hầu hết các axit. Nước bão hoà CO2 cũng hoà tan đáng kể CaCO3 do tạo ra CaHCO3 có độ tan lớn hơn CaCO3 nhiều.Bột nhẹ có khá nhiếu ứng dụng. Trong ngành dược, nó dùng làm tá dược cho một số thuốc viên nén với yêu cầu cao về chất lượng.
Trong công nghiệp, người ta dùng bột nhẹ làm phụ gia chế biến cao su, xà phòng kem, thuốc đánh răng, làm môi trường nuôi cấy nấm, sản xuất mỹ phẩm…Thông dụng như thế nên hầu như công nghiệp nước nào cũng có nhu cầu về bột nhẹ. Mỗi năm toàn thế giới tiên thụ hàng triệu tấn. Nhưngsản xuất bột nhẹ thì chỉ những nước có sẵn núi đá vôi, than đá mới thuận lợi. Trên quan điểm này thì nước ta quả là có ưu thế về sản xuất bột nhẹ, núi đá vôi chẳng những nhiều mà còn rất giàu CaCO3, than cũng có sẵn. Công nghệ sản xuất bột nhẹ tương đối đơn giản, đầu tư ban đầu ít, ta có thể chủ động đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu.Muốn sản xuất bột nhẹ, người ta dựa trên nguyên tắc sau: cho dòng khí CO2 sục vào dung dịch sữa vôi, làm kết tủa và thu lấy CaCO3.Nguyên liệu chủ yếu đẻ làm bột nhẹ là vôi sống và khí CO2 mà vôi sống lại
là quặng đá vôi đem nung. Quá trình phản ứng từ lúc nung vôi đến lúc thu lấy bột nhẹ là:
nung
CaCO3 --> CaO + CO2
(quặng)
CaO + H2O --> Ca(OH)2
Ca(OH)2 + CO2 --> CaCO3 (kết tủa) + H2O
Như vậy quy trình sản xuất bột nhẹ có thể thực hiện cùng lúc với quy trình nung vôi.
* Tạo sữa vôi: Chọn vôi nung vừa chín tới, đều không lẫn tạp chất. Tôi vôi vào nước sạch, quấy đều cho nhuyễn, ngâm 48 giờ cho phản ứng triệt để, lại lấy sữa vôi khoảng 7-8 độ Bômê. Không nên cho sữa vôi đặc quá, phản ứng sẽ lâu và khó chuyển hết thành CaCO3. Sữa vôi loãng quá thì hiệu suất thấp, không kinh tế. Trước khi đưa sữa vôi vào thùng phản ứng còn bơm cho chạy qua hệ thống xyclon thuỷ lực để loại bỏ hết những hạt rắn lẫn trong sữa vôi.
* Hấp thụ CO2: nguồn CO2 có thể lấy ngay từ khí lò vôi. Khí lò nung vôi đã cháy đều không còn bốc khói đen, thu lấy CO2 bằng cách đậy kín miệng lò bằng một cái vung tôn có chóp nón cho CO2 đi qua ống dẫn vào hệt thống lọc khí có nước tưới liên tục ngược dòng khí, làm sạch khí và nguội bớt trước khi vào thùng phản ứng. Để giúp cho quá trình sục khí và phản ứng thuận lợi, dung dịch trong thùng phản ứng còn được khuấy liên tục bằng máy khuấy chuyên dùng.
Nồng độ CO2 vào thùng phản ứng càng cao càng tốt, thông thường khí lò nung vôi có 20-30% CO2 là phản ứng đạt yêu cầu, nếu CO2 dưới 15% thì phản ứng rất lâu và sản phẩm không tốt, lúc đó cần nạp thêm than, đá vào lò nung.Kiểm tra dung dịch phản ứng bằng thuốc thử phênolphtalêin 1% trong cồn. Thêm vào thấy thuốc thử không xuất hiện màu hồng là được. Tháo dung dịch phản ứng ra bể lọc có lớp vải bạt trắng để giữ lại CaCO3 dưới dạng bột nhão. Không
nên sục CO2 kéo dài vì khi đó CaCO3 lại dễ dàng chuyển thành CaHCO3 hoà tan một lượng đáng kể trong nước.
* Sấy: trước khi sấy cho bột nhão vào máy vắt (ly tâm) để loại bớt nước. Sau khi ly tâm, hàm lượng nước chỉ còn khoảng 50%, cho bột lên giàn sấy trực tiếp hoặc sấy bằng khí nóng trong lò sấy quay. Nhiệt độ sấy 110o C, thành phẩm thu được có độ ẩm ≤ 0,50%.Bột khô nghiền qua máy nghiền búa. Đóng gói trong giấy kraft (4-5 lớp bao xi măng), hoặc bao P.E. Bảo quản trong kho chuyêndùng, khô sạch.Chất lượng canxi cacbonat nhẹ phải đạt các chỉ tiêu sau:
+ Hàm lượng CaCO3 ≥ 98%.
+ Độ kiềm (tính theo CaO) ≤ 0,15%
+ Độ ẩm ≤ 0,50.
+ Hàm lượng chất khôn gtan trong axit clohydric (HCl) ≤ 0.25.
+ Độ mịn qua sàng 0,125 φ mm ≥ 98.
