氢氧化钙(Calcium Hydroxide),俗称熟石灰或消石灰,是一种重要的无机化合物,广泛应用于建筑、环保、农业、化工、食品医药等多个领域。以下从基本性质、生产工艺、应用领域、产品规格及安全注意事项等方面进行详细介绍:
化学式与结构
化学式:Ca(OH)₂
分子量:74.09 g/mol
结构:由钙离子(Ca²⁺)和两个氢氧根离子(OH⁻)组成,呈白色粉末状固体。
物理性质
外观:白色粉末或结晶性颗粒,无臭、无味。
溶解性:微溶于水(20℃时溶解度约0.16 g/100 mL),溶解度随温度升高而降低。
熔点:580℃(分解为氧化钙和水)。
密度:2.24 g/cm³(固态)。
pH值:12.4(0.01 mol/L水溶液),呈强碱性。
化学性质
碱性反应:与酸反应生成盐和水(如与盐酸反应生成氯化钙和水)。
热稳定性:高温下分解为氧化钙(CaO)和水(H₂O)。
腐蚀性:对皮肤、黏膜有刺激作用,需密封保存。
氢氧化钙主要通过氧化钙(生石灰)与水反应制得,工艺流程如下:
原料准备
以石灰石(CaCO₃)为原料,经高温煅烧(约900-1200℃)生成氧化钙(CaO)和二氧化碳(CO₂)。
反应式:CaCO₃ → CaO + CO₂↑
消化反应
将氧化钙与水按一定比例混合,在消化机中反应生成氢氧化钙。
反应式:CaO + H₂O → Ca(OH)₂ + 热量(放热反应)
控制条件:水温、搅拌速度、反应时间,以避免结块或过度放热。
后处理
筛选:去除未反应的氧化钙颗粒。
干燥:通过喷雾干燥或流化床干燥降低水分含量。
粉碎:根据需求调整粒度(如建筑用需粗颗粒,化工用需细粉末)。
环保措施
回收煅烧产生的二氧化碳,用于食品级产品或化工原料。
消化反应的余热可回收利用,降低能耗。
建筑行业
制备石灰砂浆、石灰乳,用于墙面抹灰、砌筑、地面找平。
作为添加剂改善混凝土性能(如调节pH值、促进水泥水化)。
用途:
优势:成本低、粘结力强、抗菌性好。
标准:符合《建筑生石灰》(JC/T 479-2013)等国家标准。
环保领域
污水处理:中和酸性废水(如电镀、化工废水),调节pH值至中性或弱碱性。
烟气脱硫:与二氧化硫(SO₂)反应生成亚硫酸钙,进一步氧化为石膏(硫酸钙)。
优势:反应速度快、成本低、无二次污染。
案例:燃煤电厂广泛采用氢氧化钙脱硫技术。
农业领域
土壤改良:中和酸性土壤,提高pH值,促进作物生长。
消毒剂:稀释后喷洒,用于畜禽舍消毒或果树病害防治。
注意:需控制用量(通常每亩50-100 kg),避免过量导致土壤碱化。
标准:符合《农业用石灰质校正材料》(NY/T 3079-2017)。
化工领域
制备漂白粉:与氯气反应生成次氯酸钙(有效成分)。
合成其他化学品:如硬脂酸钙(润滑剂)、环氧氯丙烷(环氧树脂原料)。
产业链位置:位于钙化工产业链中游,连接上游石灰石和下游多种产品。
食品与医药
制备外用膏药(如氧化锌软膏的辅料)或口腔护理产品(如牙膏增稠剂)。
需通过药典标准(如《中国药典》2020版)。
用作食品添加剂(如E526),调节酸性饮料或糖果的pH值。
需符合《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》(GB 2760-2014)。
食品:
医药:
按用途分类
工业级:纯度≥90%,用于建筑、环保、化工等领域。
食品级:纯度≥95%,符合食品添加剂标准,用于饮料、糖果生产。
医药级:纯度≥98%,符合药典标准,用于药品制备。
按形态分类
粉末状:粒度细(如200目以上),适用于化工、食品领域。
颗粒状:粒度粗(如1-5 mm),适用于建筑砂浆。
膏状:氢氧化钙乳液,用于涂料或密封材料。
典型技术指标(工业级)
安全分类
皮肤腐蚀/刺激(类别1B)。
严重眼损伤/眼刺激(类别1)。
根据《全球化学品统一分类和标签制度》(GHS),氢氧化钙属于:
需佩戴防护手套、护目镜和防尘口罩操作。
储存与运输
储存:密封保存于干燥、通风处,避免与酸类物质混储。
运输:按非危险品运输,但需防潮、防破损。
废弃处理
废弃物需中和后排放(如用稀盐酸调节至中性)。
包装物需按危险废物处理,避免污染环境。
市场规模
全球氢氧化钙市场规模约20亿美元(2023年),年增长率约3%,受环保政策推动需求增长。
中国是全球最大生产国,占比超40%,主要分布在河北、山东、广西等地。
发展趋势
环保需求:烟气脱硫、污水处理等领域需求持续增长。
高端应用:食品级、医药级产品占比提升,技术壁垒提高。
绿色生产:推广低能耗、低排放的生产工艺(如余热回收、二氧化碳捕集)。
氢氧化钙作为一种多功能无机化合物,凭借其强碱性、低成本和广泛适用性,成为工业生产中不可或缺的原料。未来,随着环保法规的趋严和高端应用领域的拓展,氢氧化钙行业将向绿色化、精细化方向发展,市场潜力巨大。
武汉市黄陂区江城化工有限责任公司
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