專家解析氫氧化鈣廣闊市場發展前景及生產方法和應用途徑
2015-11-19 15:49:36 來源：
專家解析氫氧化鈣廣闊市場發展前景及生產方法和應用途徑
一、國內氫氧化鈣市場發展前景廣闊
氫氧化鈣是一種白色粉末狀固體。化學式Ca(OH)2，俗稱熟石灰、消石灰，微溶于水，其水溶液稱作澄清石灰水。氫氧化鈣具有堿的通性，是一種強堿。氫氧化鈣應用發展很快，在生產和生活中都有廣泛的應用。氫氧化鈣已成為不可替代的材料，冶金、醫藥食品、制糖和化學工業、造紙、石油添加劑、垃圾焚燒煙氣處理、污水處理、燃煤電廠脫硫、制造漂白粉等方面都使用了大量氫氧化鈣，氫氧化鈣還可以用作硬水軟化劑、消毒劑、制酸劑、收斂劑等。
近年來，我國氫氧化鈣行業一直以15%左右的增長速度快速發展，2011年，我國氫氧化鈣的產量大約為598萬噸，2012年，我國氫氧化鈣的產量大約為675萬噸，同比增長12.9%，2013年，我國氫氧化鈣的產量大約為768萬噸，同比增長13.8%。
氫氧化鈣在環保處理方面有著重要的作用，氫氧化鈣可作為強堿性藥劑中和酸性廢水或者重金屬廢水，使酸性廢水成為中性，在廢水處理效果上，優于氫氧化鈉堿液，是全世界公認的首選堿性中和藥劑可以吸收鍋爐煙氣中的SO2，使排放煙氣含流量符合環保標準。隨著國家對環保的重視，氫氧化鈣的應用將同時帶來經濟效益和社會效益，應用必將更加廣泛，發展前景十分廣闊。
根據《2015-2020年中國氫氧化鈣市場分析及投資前景研究報告》顯示，雖然我國氫氧化鈣行業發展較快，但相比于國外發達國家和地區，我國氫氧化鈣產業的發展有較大差距。國外先進的氫氧化鈣生產企業已實現產業規模化和精細化，基本上都是采用*型的大型裝備與先進的生產工藝技術。而目前我國氫氧化鈣產企業整體規模小，產業規模化程度低產品精加工程度低，精細化產品短缺，產品不能滿足電廠脫硫、精細化工、醫藥食品、石油、造紙等各大行業大量需求氫氧化鈣的市場要求此外，由于加工裝備與技術水平低，深加工設備與技術落后，原料利用率低下。
因此，國內企業應當積極進行技術創新，對生產氫氧化鈣的設備從外形、進料量、氣流、排渣、除塵等十多個方面進行針對性的改進和完善。對系統設備合理選型及其工藝設計進行優化組合，采用先進的系統工藝電氣控制系統，確保系統穩定運行和產品質量穩定，從而使產品符合國家環保部門的環保要求。
二、氫氧化鈣的生產方法
1、干法制備
唐山金泉冶金能源新技術開發有限公司設計的干法氫氧化鈣生產線制備的氫氧化鈣能達到90%的含量。
具體方法如下：
活性較高的生石灰，精選后粉碎，與水以56：18的質量比例進行混合，另通過控制消化溫度、消化壓力，對分離出的粗粉再進行篩分、粉碎等工藝使生產出的氫氧化鈣含量達到80%以上，目前全國90%以上企業采用的是干法制備。
生產工藝路線：
2、濕法制備也叫石灰消化法
唐山金泉冶金能源新技術開發有限公司設計的濕法氫氧化鈣生產線制備的氫氧化鈣能達到95%的含量。
具體方法如下：
氧化鈣經精選與水按1：（3～3.5）的比例消化，生成氫氧化鈣溶液經凈化分離除渣，再經板框脫水，于150～300℃下干燥，再進行進一步的粉碎、包裝即可得到氫氧化鈣成品。
生產工藝路線：
三、氫氧化鈣系列產品的應用領域與用途
北方爐窯協會目前已經將六項專利技術授權唐山金泉冶金能源新技術開發有限公司全面開發氫氧化鈣系列產品深加工技術及生產線的研發與制造，唐山金泉冶金能源新技術開發有限公司設計經過多年研發創新設計，目前已經設計成功了新型氫氧化鈣生產線，可應用于不同領域的氫氧化鈣加工、生產。*新設計的生產線可以應用于不同產品生產加工領域，主要應用行業及用途如下：
1、工業用脫硫劑
（1）、常用鐵水脫硫劑的特點及應用趨勢
鐵水脫硫預處理工藝中主要使用的脫硫劑有NaCO3、CaC2、CaO、Mg等及以其為基礎的復合脫硫劑。
NaCO3基鈉系脫硫劑
我國在20世紀50年代就采用過蘇打灑人高爐出鐵溝脫硫的方法，蘇打分解的液態氧化鈉有很強的腐蝕性，氧化納揮發污染環境。用蘇打脫硫產生的渣流動性好使得除渣困難。蘇打價格也相對較高。所以，蘇打作為脫硫劑已經非常少見。
CaC2基鈣系脫硫劑
電石(CaC2)具有很強的脫硫能力，研究表明鐵水溫度在1350℃時，電石粉劑脫硫反應的平衡常數*高。電石、干煤粉、鎂或氧化鈣這樣的復合脫硫劑在工業中應用比較廣泛，如攀鋼就曾使用過CaC2島基脫硫劑。但是電石極易與空氣中的水分反應生成乙炔氣體，這種氣體易燃易爆，所以電石加工、運輸、貯存、使用過程中的安全措施要求很高，造成加工困難。而且不能滿足深脫硫的要求。
CaO基鈣系脫硫劑
我國很多企業早期使用的CaO基脫硫劑主要為石灰ω(CaO)=90％左右加螢石砌ω（CaF2)=5％～10%的混合脫硫劑。活性石灰加入螢石、Al可以顯著改善脫硫效果，目前日本提供KR技術所用脫硫劑瑩石約為5％，Al為10％，其余為活性石灰。石灰是非常容易得到的原料，原料充足，價格便宜，但是石灰基脫硫劑使用量大，渣量大，處理周期長，在鐵水溫度高時也體現高的脫硫效率。武鋼二煉鋼KR法脫硫在使用CaC2幾年后改用CaO基脫硫劑。
Mg及Mg基脫硫劑
數據顯示，與反應在1．350℃沒有電石、石灰脫硫反應的平衡常數高。但是金屬鎂和硫有極高的親和力，反應區動力學條件非常好，反應迅速而且十分強烈。鎂和鐵水中的硫反應生成的MgS熔點高(2000℃)，密度低(2．82 g／㎝3)，容易成渣。但是金屬鎂活性很高，作為脫硫劑必須作鈍化處理。
烏克蘭*早開發了金屬鎂脫硫技術。這種狀態的鎂是利用熔融狀態下的液態金屬鎂離心分離技術，將鹽液包覆在鎂粒外層制成了球狀顆粒，直徑0．6～1．5 mm。ω(Mg)>92％。
鎂不僅可以單獨脫硫，也可以使用鎂基復合脫硫劑。鎂基脫硫劑使用的鎂粉也是需要做鈍化處理的，這種鎂粉使用銑刀切削或噴霧法制成，直徑在0．15～1．2 mm，ω(Mg)=90％，其余為鈍化涂層。將流態性處理的氧化鈣粉劑與鎂粉混合，保證濃相輸送通暢。鎂與石灰的復合脫硫劑脫硫反應機理如下：由于石灰的加入，氧化鈣粉裹包并離散鎂粉使之均勻分布在鐵水中，既擴大其反應區域，又減緩鎂的氣化速度，提高鎂的利用率；CaO可以作為復合物的核心把細小的MgS(1～5μm)聚合起來，加快夾雜物上浮，不斷降低反映區域內硫的濃度，提高脫硫速度，有利于實現快速深脫硫的要求；硫與CaO、SiO2等生成熱力學穩定性高的硅酸鈣鹽類，被固定在渣中，經扒渣除去不易回硫；而且約10％質量分數的氧化鈣粉參與脫硫反應；這種脫硫渣中的硫不易被水溶解洗滌出來，不污染環境，為渣的便利處理或開發利用創造了條件。
（2）環保行業脫硫用石灰的現狀及產業前景
國家環境保護十二五規劃基本思路指出：我國環境形勢呈現“局部有所改善，總體上為遏制，形勢依然嚴峻”的特點。“十二五”期間我國仍將處于工業化和城市化快速發展階段，經濟結構調整和粗放型經濟增長方式的轉變還需較長時間，污染減排任務仍然相當艱巨，改善環境質量的難度持續增加和人民群眾不斷提高的環境需求之間的矛盾更加突出，環境壓力繼續加大。
根據規劃要求到2015年，在化學需氧量、二氧化硫排放量比2010年削減5%-10%的基礎上，將氨氮、氮氧化物納入減排計劃，減排幅度按5%-10%考慮。同時其他污染物的控制也提到日程上來。
2006年我國共消耗11.65億噸電煤，而我國的煤碳含硫量較高，平均達1%—2%，從而每年因燃煤要排放1000萬噸以上的二氧化硫，造成經濟損失達 2000億元以上，而其中燃煤發電就是*大的二氧化硫的排放者；因此我國政府十分重視燃煤電廠煙氣脫硫的環保措施，從2003年起，國家發改委審批的新建 燃煤電廠，如果燃煤含硫達0.7%以上，就必須安裝煙氣脫硫裝置；已建成的燃煤電廠也必須要逐步安裝煙氣脫硫裝置；因此，至2007年底，我國已有2.7 億千瓦的燃煤發電機組安裝了煙氣脫硫裝置；而到2010年，我國將有4.6億千瓦的燃煤發電機組安裝煙氣脫硫裝置，其中88%的煙氣脫硫裝置是采用石灰石 —石灰濕法煙氣脫硫系統（即WFGD）；根據我國電煤的含硫量，因此在2010年之后，每年將需要近億噸濕法脫硫的產品——脫硫石灰。
目前，國家環保局已與二氧化硫排放量占全國60%以上、消減任務占消減目標75%的國網、華能等六大電力集團公司和7個排放大省簽定了當前至2010年二 氧化硫排放總量控制目標責任書，燃煤電廠的煙氣排放要施行“在線監測”，過去那種安裝了脫硫裝置而不運轉的情況將大大杜絕；因此今后每年的脫硫石灰需要量 將逐年上升，可高達幾千萬噸。
另外，在十一屆全國人大常委會第四次會議上，《循環經濟促進法》已經通過，此次通過的《循環經濟促進法》以 “減量化、再利用、資源化”為主線，共七章五十八條，分別為總則、基本管理制度等；其中還專設法律責任一章，對各類主題不履行法定義務的行為規定了相應的 罰責，以保障法律的有效實施。為了配合循環經濟法的制定，目前國務院及有關部門正在組織制定或修訂有關配套制度和標準。這些配套的法規、規章和規劃為28 項，連同已經制定正在實施的相關法規、規章和規劃61項，合計為89項；例如，目前已經將脫硫石灰深加工產品列入《資源綜合利用目錄》（2008年）版， 這不僅在稅收上支持脫硫石灰的綜合利用，而且對脫硫石灰的綜合利用進行了定性，成為國家建設資源節約型社會的重要一環；此外還有300多項相關標準列入今 明兩年的編制計劃。這些配套法規、標準的制定和實施，將大大增強《循環經濟法》的可操作性。
（3）國內外鋼鐵行業脫硫技術發展現狀及趨勢：
鋼鐵工業是國民經濟的重要支柱產業，也是我國*主要的能源資源消耗和污染物排放行業之一。特別是國家重點控制的污染物二氧化硫，鋼鐵行業的排放僅次于火電行業，而且隨著電力行業煙氣脫硫工作取得明顯成效，鋼鐵行業占全國工業二氧化硫排放量的比例由“十二五”出期的8%上升到10%。隨著國家環保要求日趨嚴格，將給鋼鐵行業污染減排提出更高的要求，特別是鋼鐵行業在“十二五”期間大氣污染治理工作任務繁重而艱巨，二氧化硫減排形勢相當嚴峻。
國外燒結煙氣脫硫技術起步較早，經過幾十年的發展，脫硫技術已成熟。從脫硫工藝來看，濕法、半干法、干法都有成功的業績，其中應用*成熟的是石灰石—石膏法。據統計，濕法脫硫技術占世界安裝煙氣脫硫機組總量的85％，其中石灰/石膏法是目前世界上使用*廣的技術。國內外濕法煙氣脫硫具有技術成熟、運行穩定、脫硫效率高(脫硫效率在80％～99％)、脫硫劑易得且利用率高等特點。但是，國外鋼鐵廠都是低含硫量條件下的脫硫，因此不能簡單移植到國內。因此，結合燒結機工藝生產特性，積極開發應用高效率低能耗、投資省、運行穩定、符合我國燒結機機頭煙氣脫硫的脫硫劑技術具有極其重要意義。
2006年，全國SO2排放量為2 588．8萬t，比2005年增長1．5％，2007年全國SO2排放總量分別比2006年下降3.18%，但總排放量依然驚人。在2009年的統計數字中顯示：在全國已有的1000多臺燒結機中，配置脫硫設施的為389臺，約占總臺數的1/3，約2/3的鋼鐵燒結機還沒有上脫硫技術。已經安裝脫硫設施的因為脫硫工藝設備選型不符脫硫效果還很差，平均脫硫效果僅為38.6%，遠未達到設計值和國家減排要求。2012年與2010年相比，脫硫效果還低了近10個百分點。”因此，在“十二五”期間，SO2減排依然是環保工作的重點。目前，據環境保護部統計，我國二氧化硫年排放量約為2500萬~2600萬噸，鋼鐵行業的二氧化硫排放量占工業二氧化硫排放總量的10％~12％。而燒結工序是鋼鐵廠二氧化硫排放的源頭，約占企業排放量的75％~85％。因此，燒結脫硫是治理鋼鐵企業二氧化硫的重點工作。
2、污水凈化劑的產業前景
我國水污染存在問題與治理對策
中國水環境主要有三個問題，洪澇災害、干旱缺水、水污染，當中影響*大的就是水污染。盡管這20多年來，國家在水污染防治方面出臺了不少的明文法規，但還是沒有把水資源作為一個衡量國家經濟發展的重要條件，對水污染的治理和水資源的開發，還缺乏綜合的考慮，有點只顧眼前利益，不顧長遠發展的問題，這也加劇了我國資源環境的矛盾，阻礙了國家正在全力實施了可持續發展戰略。可見，我們必須加大水環境污染問題的治理。
由于我國經濟發展起步晚，整經濟情況和法律保障都比較落后，中國水污染防治工作長期都是以加強法制教育為主，經濟處罰為輔中國水污染防治，由分散治理為主。而現在，我們應將以前的治理模式轉向集中控制與分散治理相結合，實行全程控制，清潔生產，由單一的濃度控制，轉向濃度控制和總量控制相結合，由區域管理為主，轉向區域管理與流域管理相結合的指導思想的轉變。
為加強水資源保護,防止對水資源的破壞、浪費和嚴重污染,應加強水資源的保護工作,及時開發有效的污水凈化劑產品，采取有效措施全面保護水資源。我國在十三五規劃中對環保治理中的水污染治理比重將大幅度提高，該項領域對污水凈化產品需求前景非常廣闊。
3、土壤改良劑的技術進步與產業前景：
（1）、土壤改良劑的技術開發應用
土壤改良劑是從石灰氮產品進一步延伸開發的升級新產品，石灰氮又叫氰氨化鈣，含氮 20 ％左右，因主要成分石灰，故叫石灰氮，其 分子式是 CaCN 2 ，是一種藥、肥兩用的土壤凈化劑，具有土壤消毒與培肥地力的雙重作用。石灰氮遇水產生氰氨、雙氰氨，能殺滅有害病原菌及線蟲等有害生物。石灰氮含氮素 17 ～ 20% 、含鈣 50% ，由于不易淋溶，可以防止土壤酸化，改良土壤結構，改良次生鹽漬化土壤，增加土壤鈣素和有機質，能使有效氮均勻緩慢釋放，其有效成分全部分解為作物可吸收的氮，沒有殘留， 滿足大多數作物的需求，肥料的有效期達 80 天以上。
（2）、石灰氮應用的歷史與現狀
*初的石灰氮產品是一種有 100 余年應用歷史的化學肥料。二十世紀 60 年代到 70 年代中期，石灰氮在我國農業上開始廣泛應用，如作水稻的基肥、調節土壤的酸性、補充植物的鈣素等等。隨著化肥工業的崛起，農用石灰氮因其施肥時操作復雜、價格比較高等缺點而逐步退出了這一領域。近年來，國際上許多專家學者對石灰氮重新進行了深入研究，發現石灰氮是當前無公害農產品生產中極具使用價值的一種生產資料，隨著產品新技術的應用與升級，這也使得石灰氮這一古老的肥料又煥發了新的活力。
（3）土壤改良劑的機理和作用條件
作用機理 ：
土壤改良劑是惟一不溶于水的肥料，它施入到土壤中后，先與土壤中的水分、二氧化碳發生化學反應，生成氰氨化鈣、氫氧化鈣、游離氰氨和碳酸鈣。氰氨化鈣與土壤膠體上吸附的氫離子交換形成游離氰氨，進一步水解生成尿素，再進一步水解為碳酸銨。由于土壤改良劑中的氮素緩慢釋放，而*終分解形成的銨態氮在土壤中又不易淋失，故氮肥肥效期可達３～４個月，能滿足蔬菜作物前期生長對氮肥的需求，減少化學氮肥的施用量，降低農產品中硝酸鹽的含量和對地下水的污染。土壤改良劑在土壤中分解產生的氫氧化鈣，又能對酸性土壤有中和作用，還可預防作物缺鈣癥，增厚果皮及增強果皮韌性，減少果實生理性病害的發生，如番茄臍腐病、白菜的干燒心病等，同時還可增加水果及蔬菜的耐貯性。土壤改良劑還能促進堆肥中秸稈等有機物的分解。
土壤改良劑在分解為尿素的過程中產生的氰氨，對有害生物具有殺滅作用，它能減少地下害蟲危害，驅避蝸牛和田螺，長期使用可抑制線蟲的發生，還能殺死土壤中殘存的病原菌，減少土傳病害，并能抑制雜草的生長。土壤改良劑在堿性土壤中分解形成的氰氨，可進一步聚合而形成雙氰氨。氰氨和雙氰氨都能抑制土壤中硝化細菌的活性，阻礙硝化作用，使施入土壤中的銨態氮不易轉化為硝態氮，能夠減少土壤和蔬菜中硝酸鹽的積累。土壤改良劑是一種無殘留、無污染、能改良土壤和抑制病蟲危害的多功能肥料。
（4）、土壤改良劑的作用
農藥作用：土壤改良劑分解過程中的中間產物氰胺和雙氰胺都具有消毒、滅蟲、防病的作用，可有效防治各種蔬菜的青枯病、立枯病、根腫病、蔓枯病等病害，有效防止地下害蟲和殺滅根結線蟲，同時還能減輕單子葉雜草的危害。
肥料作用：土壤改良劑是眾多氮素肥料中一種不溶于水的肥料，其所含的氮素需要多次水解，才能變成植物可以吸收的氮素營養，因此，它是一種緩效氮肥，其氮肥肥效可持續長達 3 至 4 個月。另外，土壤改良劑含 38% 以上的鈣，能滿足植物生長中對鈣的需求，特別是對喜鈣植物有顯著的作用，在國外有“果蔬鈣片”之稱。
改良土壤和保護環境作用：土壤改良劑不含有酸根，是一種堿性肥料，能防止土壤特別是保護地土壤的酸化。
（5）、 土壤改良劑可消除土壤酸化現象。
目前農田投入的氮肥基本上都是帶酸根肥料，大量施用易導致土壤酸化。而大部分蔬菜適宜的土壤 pH 值為微酸性至中性 (PH 6.5-7.0) ，為使作物正常生長，必須施用堿性物質調整土壤酸度。土壤改良劑中約含 60% 石灰，施于土壤中可使土壤 pH 提高，可消除土壤酸化現象。
（6）、在促進秸稈分解中的作用
秸稈分解是微生物作用的結果，秸稈如稻草的碳氮比 (C/N) 約為 60-70 ，需添加氮素使碳氮比為 25-30 時，才有利于微生物快速增殖而促進秸稈分解腐熟。有機物開始腐熟時，會產生有機酸而呈酸性，而促進有機物腐熟的多數微生物適宜微酸性至中性，如果添加碳銨等氮肥，會因物料較酸而使微生物增殖變弱，影響有機物的分解。使用土壤改良劑時，由于含 50-60% 的石灰，可中和酸性，有利于微生物的繁殖，而且石灰還有分解秸稈中堅固纖維的作用。因此，添加土壤改良劑可促進秸稈分解。用秸稈做堆肥時，添加土壤改良劑與添加其他氮肥并加入石灰處理相比，具有升溫快、發酵快，堆積時間縮短和氮素損失少等優點。與市場上的一些微生物腐熟促進材料比較，土壤改良劑對埋入土壤的稻草處理效果更好。
（7）、在調節植物生長中的作用
土壤改良劑具有打破植物休眠的作用、促進植物發芽和早熟、用作莖葉枯凋劑和除草劑的效果。
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2、文章編輯：北方爐窯協會 網絡通聯部
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北方爐窯協會
網絡通聯部
2015.11.18
