用石灰石制取沉淀碳酸鈣的方法和技術(shù)
發(fā)布時(shí)間：2017-03-30 00:49:27
沉淀碳酸鈣(PCC)又稱輕質(zhì)碳酸鈣，納米碳酸鈣也是沉淀碳酸鈣的一種，廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、涂料、造紙、油墨、膠黏劑、醫(yī)藥食品等領(lǐng)域，如PVC管、塑鋼門窗、異型材、建筑涂料等，是一種非常重要的無機(jī)填料。
石灰石是輕質(zhì)碳酸鈣的主要原料。用石灰石可以制備普通輕質(zhì)碳酸鈣，還可制備超細(xì)碳酸鈣和納米碳酸鈣。此外，通過表面改性還可以制備超細(xì)活性碳酸鈣。
普通輕質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)工藝過程是：將石灰石原料煅燒，得到氧化鈣和窯氣二氧化碳；消化氧化鈣，并將生成的懸浮的氫氧化鈣在高剪切力作用下粉碎，多級(jí)旋液分離，除去顆粒及雜質(zhì)，得到一定濃度的精制氫氧化鈣懸浮液。通人二氧化碳?xì)怏w，加入適當(dāng)?shù)奶砑忧G控制晶型，碳化至終點(diǎn)，得到要求晶型的碳酸鈣漿液；對(duì)該漿液進(jìn)行脫水、干燥和表面處理，得到所要求的輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品。如圖3-9所示為普通輕質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)工藝流程圖。
影響輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素是：石灰石的質(zhì)量、煅燒工藝與設(shè)備、消化工藝與雜質(zhì)脫除率、碳化工藝、表面處理工藝及干燥脫水工藝等。輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)對(duì)原料質(zhì)量的要求是: CaO>54% , Mg0<1.0％, Sioz <2.0%, Alz03+Fe203 <0.5% , Mn<0. 0045% 。超微細(xì)碳酸鈣或納米碳酸鈣的生產(chǎn)方法有間歇鼓泡碳化法、連續(xù)噴霧碳化法和超重力法。
間歇鼓泡碳化法是將石灰乳降到一定溫度后，泵入碳化塔，保持一定液位，由塔底通入窯氣鼓泡進(jìn)行碳化反應(yīng)，通過控制反應(yīng)溫度、濃度、氣液比、添加劑等工藝條件，間歇制備超細(xì)碳酸鈣和納米級(jí)碳酸鈣。此法生產(chǎn)設(shè)備投資小、操作簡(jiǎn)單，但能耗較高、工藝條件較難控制、粒度分布較寬。
連續(xù)噴霧碳化法使石灰乳為分散相，窯氣為連續(xù)相，增加了氣液接觸界面。一般采用兩段或三段連續(xù)碳化工藝，即石灰乳經(jīng)第一段碳化塔碳化得到反應(yīng)混合液，然后噴入第二段碳化塔碳化，或再噴入第三段碳化塔進(jìn)行三段碳化得到最終產(chǎn)品。由于碳化過程分段進(jìn)行，因此可對(duì)晶體的成核和生長(zhǎng)過程分段控制，從而更易控制晶體的粒徑和晶型。控制適宜的噴霧液滴徑、氫氧化鈣濃度、碳化塔內(nèi)的氣液比、反應(yīng)溫度、各段的碳化率、表面處理工藝等可制得不同晶型的超細(xì)和納米碳酸鈣。
超重力法是利用離心力場(chǎng)（旋轉(zhuǎn)填充床反應(yīng)器）進(jìn)行碳化反應(yīng)制備超細(xì)碳酸鈣和納米碳酸鈣的方法。由于在旋轉(zhuǎn)填充反應(yīng)器中，液流所受剪切作用強(qiáng)，碳化反應(yīng)速度快而且均勻，因此，超重力法生產(chǎn)的碳酸鈣原級(jí)粒度細(xì)且分布均勻。
超微細(xì)碳酸鈣（又名納米碳酸鈣）的產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19590-2004（表3-10)的規(guī)定。
