Известняк является основным сырьем для цемент производство. Для производства 1 тонны цементного клинкера требуется около 1,4–1,5 тонн известняка. По данным Национального бюро статистики, производство цемента в Китае в 2019 году превысило 2,3 млрд тонн, а годовое потребление известняка превысило 2,8 млрд тонн.
Более того, центральные предприятия, государственные предприятия и крупные частные предприятия доминируют более чем на 80% цементной промышленности. Эти субъекты контролируют более 90% прав на добычу известняковых ресурсов. В результате более 90% известняковых ресурсов используется для производства малоценного цемента, что приводит к значительным отходам.
Итак, помимо производства цемента, какие еще высокотехнологичные области применения имеет известняк?
Производство оксида кальция
Оксид кальция, обычно известный как негашеная известь, получают путем высокотемпературного обжига известняка. Он бывает двух видов: блочный и порошкообразный. В зависимости от содержания кальция и магния он подразделяется на промышленный и пищевой. Промышленный оксид кальция далее подразделяется на четыре категории: класс I для химического синтеза, класс II для карбида кальция, класс III для пластмасс и резины и класс IV для десульфурации дымовых газов.
Оксид кальция является важным вспомогательным материалом и основным сырьем для стали и пластмасс. Он имеет огромные рыночные перспективы в областях защиты окружающей среды. Например, для очистки промышленных сточных вод, сжигания мусора и десульфурации дымовых газов. Как экономически эффективный щелочной оксид, оксид кальция также широко используется в автомагистралях, высокоскоростных железных дорогах, строительстве. А также в промышленности (цветные металлы, производство бумаги, производство сахара, кальцинированная сода, продукты питания, медицина, строительные материалы), сельском хозяйстве и других областях, что делает его важным основным сырьем.
Производство гидроксида кальция
Гидроксид кальция образуется при расщеплении оксида кальция водой. Химическая формула — Ca(OH)2, обычно известная как гашеная известь. Водный раствор называется осветленной известковой водой.
Гидроксид кальция обладает общими свойствами щелочи и является сильной щелочью. Поскольку растворимость гидроксида кальция значительно ниже, чем растворимость гидроксида натрия и гидроксида калия, его раствор имеет сравнительно низкую коррозионную активность и щелочность.
Поэтому его можно использовать в качестве регулятора кислотности в пищевых продуктах, выполняя такие функции, как буферизация, нейтрализация и затвердевание. Пищевой гидроксид кальция имеет относительно высокую активность, рыхлую структуру, высокую чистоту, хорошую белизну, низкое содержание примесей и не содержит вредных элементов, таких как Pb и As.
Гидроксид кальция широко используется в качестве сырья в промышленности по производству препаратов кальция, при этом наиболее распространенным продуктом является глюконат кальция.
Гидроксид кальция может использоваться в качестве регулятора кислотности в сухом молоке и сливках, готовых продуктах, а также в детской смеси. Он также может служить буфером, нейтрализатором и отвердителем в пиве, сыре и какао-продуктах. Благодаря своим свойствам регулирования pH и коагуляции гидроксид кальция используется в синтезе лекарственных средств и пищевых добавок. Например, в синтезе высокотехнологичных биоматериалов, таких как HA, синтезе фосфатов VC для кормовых добавок и производстве циклогексана кальция, лактата кальция и цитрата кальция.
Кроме того, он используется в качестве добавки в сахарной промышленности, водоподготовке и других высококачественных органических химикатах. Он также полезен для приготовления регуляторов кислотности и источников кальция в съедобных мясных полуфабрикатах, продуктах из конжака, напитках и медицинских клизмах.
Индустрия гидроксида кальция в некоторых странах развивалась раньше. Великобритания, США, Германия, Япония и Южная Корея имеют годовой объем производства, превышающий 10 миллионов тонн. Эти страны в основном производят продукцию высокой чистоты и высокой белизны. По сравнению с ними производственные мощности китайских компаний по производству гидроксида кальция пищевого класса менее достаточны. Высокосортная продукция не может удовлетворить требования международного рынка из-за технических ограничений. Как количество, так и качество продукции отстают от продукции иностранных компаний.
Поэтому крайне важно развивать отечественные предприятия по производству гидроксида кальция с высокой стартовой точки и на высокой скорости. С текущим технологическим прогрессом в биологической области в Китае область применения гидроксида кальция становится все более обширной, особенно с учетом огромного спроса на гидроксид кальция пищевого качества.
Производство нанокарбоната кальция
Нанокарбонат кальция относится к функциональным неорганическим наполнителям с размером частиц 1–100 нм, широко используемым в резиновой, пластмассовой, бумажной промышленности, производстве чернил, покрытий, герметиков и клеев, медицине, зубной пасте, продуктах питания и других областях.
Промышленное производство нанокарбоната кальция в основном основано на карбонизации. Сырьем в основном является известняк с высоким содержанием карбоната кальция. Процесс производства включает прокаливание, вываривание, карбонизацию, модификацию, диспергирование и сушку для получения конечного продукта в виде порошкового материала.
Например, Shandong Donghua Technology Co., Ltd. перерабатывает известняк в высококачественные новые материалы на основе кальция, такие как нанокарбонат кальция. Цена известковой руды, которая составляет около 100 юаней/тонна, может вырасти до 3000 юаней/тонна, а цена нанокарбоната кальция пищевого качества может достичь 10000 юаней/тонна.
Текущее состояние добычи и использования известняковых ресурсов в Китае
Необходимо объединить особые условия текущего промышленного развития и технологии производства. Таким образом, можно достичь высокоценного и эффективного использования ресурсов известняка. Кроме того, крайне важно установить и подразделить верхний предел качества известняка, требуемый для каждого продукта, чтобы максимизировать ценность высококачественных ресурсов известняка.
Согласно градиентному изменению содержания CaO в известняке,
Высококачественный известняк с содержанием более 54% может производить продукцию из легкого карбоната кальция и нанокарбоната кальция с высокой добавленной стоимостью. Отрасли, в которых используются эти продукты, включают высококачественные пластмассы, бумажное производство, покрытия, медицину, электронику, продукты питания и другие.
Известняк среднего качества с содержанием от 49% до 53% может производить активный оксид кальция и гидроксид кальция. Эти материалы находят применение в металлургических растворителях, химической промышленности и глубокой переработке пищевых продуктов.
Низкокачественный известняк с содержанием менее 48% может использоваться для производства цемента в строительной промышленности.
Распределяя известняковое сырье по различным смежным отраслям в соответствии с различным содержанием оксида кальция, можно достичь полностью замкнутой промышленной цепочки. Это гарантирует высококачественные ресурсы, полное использование и максимальную ценность и экологические эффекты.