专家解析氢氧化钙广阔市场发展前景及生产方法和应用途径
2015-11-19 15:49:36 来源：
专家解析氢氧化钙广阔市场发展前景及生产方法和应用途径
一、国内氢氧化钙市场发展前景广阔
氢氧化钙是一种白色粉末状固体。化学式Ca(OH)2，俗称熟石灰、消石灰，微溶于水，其水溶液称作澄清石灰水。氢氧化钙具有碱的通性，是一种强碱。氢氧化钙应用发展很快，在生产和生活中都有广泛的应用。氢氧化钙已成为不可替代的材料，冶金、医药食品、制糖和化学工业、造纸、石油添加剂、垃圾焚烧烟气处理、污水处理、燃煤电厂脱硫、制造漂白粉等方面都使用了大量氢氧化钙，氢氧化钙还可以用作硬水软化剂、消毒剂、制酸剂、收敛剂等。
近年来，我国氢氧化钙行业一直以15%左右的增长速度快速发展，2011年，我国氢氧化钙的产量大约为598万吨，2012年，我国氢氧化钙的产量大约为675万吨，同比增长12.9%，2013年，我国氢氧化钙的产量大约为768万吨，同比增长13.8%。
氢氧化钙在环保处理方面有着重要的作用，氢氧化钙可作为强碱性药剂中和酸性废水或者重金属废水，使酸性废水成为中性，在废水处理效果上，优于氢氧化钠碱液，是全世界公认的首选碱性中和药剂可以吸收锅炉烟气中的SO2，使排放烟气含流量符合环保标准。随着国家对环保的重视，氢氧化钙的应用将同时带来经济效益和社会效益，应用必将更加广泛，发展前景十分广阔。
根据《2015-2020年中国氢氧化钙市场分析及投资前景研究报告》显示，虽然我国氢氧化钙行业发展较快，但相比于国外发达国家和地区，我国氢氧化钙产业的发展有较大差距。国外先进的氢氧化钙生产企业已实现产业规模化和精细化，基本上都是采用高效节能型的大型装备与先进的生产工艺技术。而目前我国氢氧化钙产企业整体规模小，产业规模化程度低产品精加工程度低，精细化产品短缺，产品不能满足电厂脱硫、精细化工、医药食品、石油、造纸等各大行业大量需求氢氧化钙的市场要求此外，由于加工装备与技术水平低，深加工设备与技术落后，原料利用率低下。
因此，国内企业应当积极进行技术创新，对生产氢氧化钙的设备从外形、进料量、气流、排渣、除尘等十多个方面进行针对性的改进和完善。对系统设备合理选型及其工艺设计进行优化组合，采用先进的系统工艺电气控制系统，确保系统稳定运行和产品质量稳定，从而使产品符合国家环保部门的环保要求。
二、氢氧化钙的生产方法
1、干法制备
唐山金泉冶金能源新技术开发有限公司设计的干法氢氧化钙生产线制备的氢氧化钙能达到90%的含量。
具体方法如下：
活性较高的生石灰，精选后粉碎，与水以56：18的质量比例进行混合，另通过控制消化温度、消化压力，对分离出的粗粉再进行筛分、粉碎等工艺使生产出的氢氧化钙含量达到80%以上，目前全国90%以上企业采用的是干法制备。
生产工艺路线：
2、湿法制备也叫石灰消化法
唐山金泉冶金能源新技术开发有限公司设计的湿法氢氧化钙生产线制备的氢氧化钙能达到95%的含量。
具体方法如下：
氧化钙经精选与水按1：（3～3.5）的比例消化，生成氢氧化钙溶液经净化分离除渣，再经板框脱水，于150～300℃下干燥，再进行进一步的粉碎、包装即可得到氢氧化钙成品。
生产工艺路线：
三、氢氧化钙系列产品的应用领域与用途
北方炉窑协会目前已经将六项专利技术授权唐山金泉冶金能源新技术开发有限公司全面开发氢氧化钙系列产品深加工技术及生产线的研发与制造，唐山金泉冶金能源新技术开发有限公司设计经过多年研发创新设计，目前已经设计成功了新型氢氧化钙生产线，可应用于不同领域的氢氧化钙加工、生产。*新设计的生产线可以应用于不同产品生产加工领域，主要应用行业及用途如下：
1、工业用脱硫剂
（1）、常用铁水脱硫剂的特点及应用趋势
铁水脱硫预处理工艺中主要使用的脱硫剂有NaCO3、CaC2、CaO、Mg等及以其为基础的复合脱硫剂。
NaCO3基钠系脱硫剂
我国在20世纪50年代就采用过苏打洒人高炉出铁沟脱硫的方法，苏打分解的液态氧化钠有很强的腐蚀性，氧化纳挥发污染环境。用苏打脱硫产生的渣流动性好使得除渣困难。苏打价格也相对较高。所以，苏打作为脱硫剂已经非常少见。
CaC2基钙系脱硫剂
电石(CaC2)具有很强的脱硫能力，研究表明铁水温度在1350℃时，电石粉剂脱硫反应的平衡常数*高。电石、干煤粉、镁或氧化钙这样的复合脱硫剂在工业中应用比较广泛，如攀钢就曾使用过CaC2岛基脱硫剂。但是电石极易与空气中的水分反应生成乙炔气体，这种气体易燃易爆，所以电石加工、运输、贮存、使用过程中的安全措施要求很高，造成加工困难。而且不能满足深脱硫的要求。
CaO基钙系脱硫剂
我国很多企业早期使用的CaO基脱硫剂主要为石灰ω(CaO)=90％左右加萤石砌ω（CaF2)=5％～10%的混合脱硫剂。活性石灰加入萤石、Al可以显著改善脱硫效果，目前日本提供KR技术所用脱硫剂莹石约为5％，Al为10％，其余为活性石灰。石灰是非常容易得到的原料，原料充足，价格便宜，但是石灰基脱硫剂使用量大，渣量大，处理周期长，在铁水温度高时也体现高的脱硫效率。武钢二炼钢KR法脱硫在使用CaC2几年后改用CaO基脱硫剂。
Mg及Mg基脱硫剂
数据显示，与反应在1．350℃没有电石、石灰脱硫反应的平衡常数高。但是金属镁和硫有极高的亲和力，反应区动力学条件非常好，反应迅速而且十分强烈。镁和铁水中的硫反应生成的MgS熔点高(2000℃)，密度低(2．82 g／㎝3)，容易成渣。但是金属镁活性很高，作为脱硫剂必须作钝化处理。
乌克兰*早开发了金属镁脱硫技术。这种状态的镁是利用熔融状态下的液态金属镁离心分离技术，将盐液包覆在镁粒外层制成了球状颗粒，直径0．6～1．5 mm。ω(Mg)>92％。
镁不仅可以单独脱硫，也可以使用镁基复合脱硫剂。镁基脱硫剂使用的镁粉也是需要做钝化处理的，这种镁粉使用铣刀切削或喷雾法制成，直径在0．15～1．2 mm，ω(Mg)=90％，其余为钝化涂层。将流态性处理的氧化钙粉剂与镁粉混合，保证浓相输送通畅。镁与石灰的复合脱硫剂脱硫反应机理如下：由于石灰的加入，氧化钙粉裹包并离散镁粉使之均匀分布在铁水中，既扩大其反应区域，又减缓镁的气化速度，提高镁的利用率；CaO可以作为复合物的核心把细小的MgS(1～5μm)聚合起来，加快夹杂物上浮，不断降低反映区域内硫的浓度，提高脱硫速度，有利于实现快速深脱硫的要求；硫与CaO、SiO2等生成热力学稳定性高的硅酸钙盐类，被固定在渣中，经扒渣除去不易回硫；而且约10％质量分数的氧化钙粉参与脱硫反应；这种脱硫渣中的硫不易被水溶解洗涤出来，不污染环境，为渣的便利处理或开发利用创造了条件。
（2）环保行业脱硫用石灰的现状及产业前景
国家环境保护十二五规划基本思路指出：我国环境形势呈现“局部有所改善，总体上为遏制，形势依然严峻”的特点。“十二五”期间我国仍将处于工业化和城市化快速发展阶段，经济结构调整和粗放型经济增长方式的转变还需较长时间，污染减排任务仍然相当艰巨，改善环境质量的难度持续增加和人民群众不断提高的环境需求之间的矛盾更加突出，环境压力继续加大。
根据规划要求到2015年，在化学需氧量、二氧化硫排放量比2010年削减5%-10%的基础上，将氨氮、氮氧化物纳入减排计划，减排幅度按5%-10%考虑。同时其他污染物的控制也提到日程上来。
2006年我国共消耗11.65亿吨电煤，而我国的煤碳含硫量较高，平均达1%—2%，从而每年因燃煤要排放1000万吨以上的二氧化硫，造成经济损失达 2000亿元以上，而其中燃煤发电就是*大的二氧化硫的排放者；因此我国政府十分重视燃煤电厂烟气脱硫的环保措施，从2003年起，国家发改委审批的新建 燃煤电厂，如果燃煤含硫达0.7%以上，就必须安装烟气脱硫装置；已建成的燃煤电厂也必须要逐步安装烟气脱硫装置；因此，至2007年底，我国已有2.7 亿千瓦的燃煤发电机组安装了烟气脱硫装置；而到2010年，我国将有4.6亿千瓦的燃煤发电机组安装烟气脱硫装置，其中88%的烟气脱硫装置是采用石灰石 —石灰湿法烟气脱硫系统（即WFGD）；根据我国电煤的含硫量，因此在2010年之后，每年将需要近亿吨湿法脱硫的产品——脱硫石灰。
目前，国家环保局已与二氧化硫排放量占全国60%以上、消减任务占消减目标75%的国网、华能等六大电力集团公司和7个排放大省签定了当前至2010年二 氧化硫排放总量控制目标责任书，燃煤电厂的烟气排放要施行“在线监测”，过去那种安装了脱硫装置而不运转的情况将大大杜绝；因此今后每年的脱硫石灰需要量 将逐年上升，可高达几千万吨。
另外，在十一届全国人大常委会第四次会议上，《循环经济促进法》已经通过，此次通过的《循环经济促进法》以 “减量化、再利用、资源化”为主线，共七章五十八条，分别为总则、基本管理制度等；其中还专设法律责任一章，对各类主题不履行法定义务的行为规定了相应的 罚责，以保障法律的有效实施。为了配合循环经济法的制定，目前国务院及有关部门正在组织制定或修订有关配套制度和标准。这些配套的法规、规章和规划为28 项，连同已经制定正在实施的相关法规、规章和规划61项，合计为89项；例如，目前已经将脱硫石灰深加工产品列入《资源综合利用目录》（2008年）版， 这不仅在税收上支持脱硫石灰的综合利用，而且对脱硫石灰的综合利用进行了定性，成为国家建设资源节约型社会的重要一环；此外还有300多项相关标准列入今 明两年的编制计划。这些配套法规、标准的制定和实施，将大大增强《循环经济法》的可操作性。
（3）国内外钢铁行业脱硫技术发展现状及趋势：
钢铁工业是国民经济的重要支柱产业，也是我国*主要的能源资源消耗和污染物排放行业之一。特别是国家重点控制的污染物二氧化硫，钢铁行业的排放仅次于火电行业，而且随着电力行业烟气脱硫工作取得明显成效，钢铁行业占全国工业二氧化硫排放量的比例由“十二五”出期的8%上升到10%。随着国家环保要求日趋严格，将给钢铁行业污染减排提出更高的要求，特别是钢铁行业在“十二五”期间大气污染治理工作任务繁重而艰巨，二氧化硫减排形势相当严峻。
国外烧结烟气脱硫技术起步较早，经过几十年的发展，脱硫技术已成熟。从脱硫工艺来看，湿法、半干法、干法都有成功的业绩，其中应用*成熟的是石灰石—石膏法。据统计，湿法脱硫技术占世界安装烟气脱硫机组总量的85％，其中石灰/石膏法是目前世界上使用*广的技术。国内外湿法烟气脱硫具有技术成熟、运行稳定、脱硫效率高(脱硫效率在80％～99％)、脱硫剂易得且利用率高等特点。但是，国外钢铁厂都是低含硫量条件下的脱硫，因此不能简单移植到国内。因此，结合烧结机工艺生产特性，积极开发应用高效率低能耗、投资省、运行稳定、符合我国烧结机机头烟气脱硫的脱硫剂技术具有极其重要意义。
2006年，全国SO2排放量为2 588．8万t，比2005年增长1．5％，2007年全国SO2排放总量分别比2006年下降3.18%，但总排放量依然惊人。在2009年的统计数字中显示：在全国已有的1000多台烧结机中，配置脱硫设施的为389台，约占总台数的1/3，约2/3的钢铁烧结机还没有上脱硫技术。已经安装脱硫设施的因为脱硫工艺设备选型不符脱硫效果还很差，平均脱硫效果仅为38.6%，远未达到设计值和国家减排要求。2012年与2010年相比，脱硫效果还低了近10个百分点。”因此，在“十二五”期间，SO2减排依然是环保工作的重点。目前，据环境保护部统计，我国二氧化硫年排放量约为2500万~2600万吨，钢铁行业的二氧化硫排放量占工业二氧化硫排放总量的10％~12％。而烧结工序是钢铁厂二氧化硫排放的源头，约占企业排放量的75％~85％。因此，烧结脱硫是治理钢铁企业二氧化硫的重点工作。
2、污水净化剂的产业前景
我国水污染存在问题与治理对策
中国水环境主要有三个问题，洪涝灾害、干旱缺水、水污染，当中影响*大的就是水污染。尽管这20多年来，国家在水污染防治方面出台了不少的明文法规，但还是没有把水资源作为一个衡量国家经济发展的重要条件，对水污染的治理和水资源的开发，还缺乏综合的考虑，有点只顾眼前利益，不顾长远发展的问题，这也加剧了我国资源环境的矛盾，阻碍了国家正在全力实施了可持续发展战略。可见，我们必须加大水环境污染问题的治理。
由于我国经济发展起步晚，整经济情况和法律保障都比较落后，中国水污染防治工作长期都是以加强法制教育为主，经济处罚为辅中国水污染防治，由分散治理为主。而现在，我们应将以前的治理模式转向集中控制与分散治理相结合，实行全程控制，清洁生产，由单一的浓度控制，转向浓度控制和总量控制相结合，由区域管理为主，转向区域管理与流域管理相结合的指导思想的转变。
为加强水资源保护,防止对水资源的破坏、浪费和严重污染,应加强水资源的保护工作,及时开发有效的污水净化剂产品，采取有效措施全面保护水资源。我国在十三五规划中对环保治理中的水污染治理比重将大幅度提高，该项领域对污水净化产品需求前景非常广阔。
3、土壤改良剂的技术进步与产业前景：
（1）、土壤改良剂的技术开发应用
土壤改良剂是从石灰氮产品进一步延伸开发的升级新产品，石灰氮又叫氰氨化钙，含氮 20 ％左右，因主要成分石灰，故叫石灰氮，其 分子式是 CaCN 2 ，是一种药、肥两用的土壤净化剂，具有土壤消毒与培肥地力的双重作用。石灰氮遇水产生氰氨、双氰氨，能杀灭有害病原菌及线虫等有害生物。石灰氮含氮素 17 ～ 20% 、含钙 50% ，由于不易淋溶，可以防止土壤酸化，改良土壤结构，改良次生盐渍化土壤，增加土壤钙素和有机质，能使有效氮均匀缓慢释放，其有效成分全部分解为作物可吸收的氮，没有残留， 满足大多数作物的需求，肥料的有效期达 80 天以上。
（2）、石灰氮应用的历史与现状
*初的石灰氮产品是一种有 100 余年应用历史的化学肥料。二十世纪 60 年代到 70 年代中期，石灰氮在我国农业上开始广泛应用，如作水稻的基肥、调节土壤的酸性、补充植物的钙素等等。随着化肥工业的崛起，农用石灰氮因其施肥时操作复杂、价格比较高等缺点而逐步退出了这一领域。近年来，国际上许多专家学者对石灰氮重新进行了深入研究，发现石灰氮是当前无公害农产品生产中极具使用价值的一种生产资料，随着产品新技术的应用与升级，这也使得石灰氮这一古老的肥料又焕发了新的活力。
（3）土壤改良剂的机理和作用条件
作用机理 ：
土壤改良剂是惟一不溶于水的肥料，它施入到土壤中后，先与土壤中的水分、二氧化碳发生化学反应，生成氰氨化钙、氢氧化钙、游离氰氨和碳酸钙。氰氨化钙与土壤胶体上吸附的氢离子交换形成游离氰氨，进一步水解生成尿素，再进一步水解为碳酸铵。由于土壤改良剂中的氮素缓慢释放，而*终分解形成的铵态氮在土壤中又不易淋失，故氮肥肥效期可达３～４个月，能满足蔬菜作物前期生长对氮肥的需求，减少化学氮肥的施用量，降低农产品中硝酸盐的含量和对地下水的污染。土壤改良剂在土壤中分解产生的氢氧化钙，又能对酸性土壤有中和作用，还可预防作物缺钙症，增厚果皮及增强果皮韧性，减少果实生理性病害的发生，如番茄脐腐病、白菜的干烧心病等，同时还可增加水果及蔬菜的耐贮性。土壤改良剂还能促进堆肥中秸秆等有机物的分解。
土壤改良剂在分解为尿素的过程中产生的氰氨，对有害生物具有杀灭作用，它能减少地下害虫危害，驱避蜗牛和田螺，长期使用可抑制线虫的发生，还能杀死土壤中残存的病原菌，减少土传病害，并能抑制杂草的生长。土壤改良剂在碱性土壤中分解形成的氰氨，可进一步聚合而形成双氰氨。氰氨和双氰氨都能抑制土壤中硝化细菌的活性，阻碍硝化作用，使施入土壤中的铵态氮不易转化为硝态氮，能够减少土壤和蔬菜中硝酸盐的积累。土壤改良剂是一种无残留、无污染、能改良土壤和抑制病虫危害的多功能肥料。
（4）、土壤改良剂的作用
农药作用：土壤改良剂分解过程中的中间产物氰胺和双氰胺都具有消毒、灭虫、防病的作用，可有效防治各种蔬菜的青枯病、立枯病、根肿病、蔓枯病等病害，有效防止地下害虫和杀灭根结线虫，同时还能减轻单子叶杂草的危害。
肥料作用：土壤改良剂是众多氮素肥料中一种不溶于水的肥料，其所含的氮素需要多次水解，才能变成植物可以吸收的氮素营养，因此，它是一种缓效氮肥，其氮肥肥效可持续长达 3 至 4 个月。另外，土壤改良剂含 38% 以上的钙，能满足植物生长中对钙的需求，特别是对喜钙植物有显著的作用，在国外有“果蔬钙片”之称。
改良土壤和保护环境作用：土壤改良剂不含有酸根，是一种碱性肥料，能防止土壤特别是保护地土壤的酸化。
（5）、 土壤改良剂可消除土壤酸化现象。
目前农田投入的氮肥基本上都是带酸根肥料，大量施用易导致土壤酸化。而大部分蔬菜适宜的土壤 pH 值为微酸性至中性 (PH 6.5-7.0) ，为使作物正常生长，必须施用碱性物质调整土壤酸度。土壤改良剂中约含 60% 石灰，施于土壤中可使土壤 pH 提高，可消除土壤酸化现象。
（6）、在促进秸秆分解中的作用
秸秆分解是微生物作用的结果，秸秆如稻草的碳氮比 (C/N) 约为 60-70 ，需添加氮素使碳氮比为 25-30 时，才有利于微生物快速增殖而促进秸秆分解腐熟。有机物开始腐熟时，会产生有机酸而呈酸性，而促进有机物腐熟的多数微生物适宜微酸性至中性，如果添加碳铵等氮肥，会因物料较酸而使微生物增殖变弱，影响有机物的分解。使用土壤改良剂时，由于含 50-60% 的石灰，可中和酸性，有利于微生物的繁殖，而且石灰还有分解秸秆中坚固纤维的作用。因此，添加土壤改良剂可促进秸秆分解。用秸秆做堆肥时，添加土壤改良剂与添加其他氮肥并加入石灰处理相比，具有升温快、发酵快，堆积时间缩短和氮素损失少等优点。与市场上的一些微生物腐熟促进材料比较，土壤改良剂对埋入土壤的稻草处理效果更好。
（7）、在调节植物生长中的作用
土壤改良剂具有打破植物休眠的作用、促进植物发芽和早熟、用作茎叶枯凋剂和除草剂的效果。
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2015.11.18
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