[發明專利]一種文石晶型碳酸鈣制備方法

無效

• 申請號: 200910115477.3
• 申請日: 2009-06-04
• 公開（公告）號: CN101570344A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: 董承智
• 申請（專利權）人: 九江市富通化工有限公司
• 主分類號: C01F11/18
• 分類號: C01F11/18
• 代理公司: 南昌新天下專利代理有限公司
• 代理人: 施秀瑾

所屬技術領域

本發明涉及一種文石晶型碳酸鈣制備方法。

技術背景

碳酸鈣是地殼中最豐富的礦產資源之一，在許多工業生產中起重要作用，如作為無機填料等。目前工業上應用的碳酸鈣產品有重鈣和輕鈣兩種，重鈣主要來源于自然界中的礦產資源，輕鈣，又稱沉淀碳酸鈣，主要通過碳酸根(CO^3-)與鈣離子(Ca²⁺)反應生成沉淀的輕質碳酸鈣。碳酸鈣的分子組成雖然一樣，但是在形成沉淀的過程中，會產生不同晶型或構型的結構，其結構不同，表現出的物化性質存在顯著的差異。

自從1850年英國伯翰J&Etrurg公司開始用氯化鈣和碳酸鈣生產了輕質碳酸鈣產品以來，發展到今天已開發出紡錘形、立方形、球形、鏈鎖形、鏈狀、片狀、針狀等微細碳酸鈣及其改性產品，廣泛應用于建材、橡膠、塑料、造紙、涂料、油墨、日化、飼料、食品、醫藥等行業。我國是碳酸鈣資源大國，但在產品的開發上還存在產品附件值低、技術含量低、品種單一、重復性嚴重等問題，高檔碳酸鈣產品大多還依靠進口，在世界碳酸鈣行業中處于比較落后的地位。

晶須狀結構(針狀結晶)的無機材料是一類針狀的、具有較大長徑比的單晶材料，它的強度接近于材料原子間價鍵的理論強度，在橡膠、塑料及造紙中作為增韌劑或涂料，具有要重要的應用前景。文石(晶須狀CaCO₃)作為增強材料，可以向像纖維一樣能夠顯著增加基體的韌性，同時使基體的可塑性增強；通過改變粒徑，在加工過程中可以改善物料的流變性能；晶須狀碳酸鈣還可以作為生物活性材料在醫藥等領域有特殊的應用。近年來國內在超細粒子方面研究與應用很多，但對同樣具有很好應用前景的文石結構的的研究不多，國內企業也沒有工業化生產的報道。目前歐美、日本等發達國家對文石結構的的研究與應用處于世界領先水平。其中主要的原因是目前可應用的工藝能耗較大，效率低，成本高。目前合成文石型碳酸鈣的方法主要有Ca(HCO₃)₂轉化法、尿素水解法、CaCl₂加Na₂CO₃溶液法、碳酸化法等，但是上述方法原料成本高，文石晶型得率低，一般不超過30％，但部分碳酸鈣是以方解石的構型存在。其中較成熟工藝是MgCl₂輔助下Ca(OH)₂CO₂碳化法，并且該體系法適合工業化生產。但是該方法中MgCl₂用量大，成本高，同時對反應過程的原料、溫度、攪拌速度等因素要求比較嚴格。

發明內容

本發明其目的就在于提供一種文石晶型碳酸鈣制備方法，該制備方法價格低廉、制備工藝簡單、性能優異，適合文石晶型碳酸鈣的工業化生產。制備的文石型碳酸鈣適合造紙用涂料。

實現上述目的而采取的技術方案包括，

1)將石灰送入消化設備，加水進行消化處理，水與生石灰按照3∶1到5∶1范圍的比例緩慢加入，經過濾后得到氫氧化鈣乳液；

2)將氫氧化鈣乳液送入碳化設備，加入針狀氫氧化鎂晶體做晶種，通入CO₂，同時進行攪拌，進行碳化反應，生成文石晶型輕質碳酸鈣；

3)將輕質碳酸鈣細漿送入過濾設備進行脫水，獲得碳酸鈣濾餅；

4)加入聚丙烯酸鈉做分散劑，進行研磨，得到1-2μm粒徑分布的輕質碳酸鈣粒子，形成穩定分散的固含量70％的液體產品，或送入干燥設備進行干燥處理，獲得輕質碳酸鈣干粉。

與現有技術相比本發明具有以下優點：

該制備方法價格低廉、制備工藝簡單、性能優異，適合文石晶型碳酸鈣的工業化生產。制備的文石型碳酸鈣適合造紙用涂料。

具體的實施方式

本發明所采用的文石晶型碳酸鈣生產方法，包括如下步驟：

1)將石灰送入消化設備，加水進行消化處理，水與生石灰按照3∶1到5∶1范圍的比例緩慢加入，經過濾后得到氫氧化鈣乳液；

2)將氫氧化鈣乳液送入碳化設備，加入針狀氫氧化鎂晶體做晶種，通入同時進行攪拌，進行碳化反應，生成文石晶型輕質碳酸鈣；

3)將輕質碳酸鈣細漿送入過濾設備進行脫水，獲得碳酸鈣濾餅；

4)加入聚丙烯酸鈉做分散劑，進行研磨，得到1-2μm粒徑分布的輕質碳酸鈣粒子，形成穩定分散的固含量70％的液體產品，或送入干燥設備進行干燥處理，獲得輕質碳酸鈣干粉。

5)所述的消化處理過程，熟化時間根據環境溫度進行控制，溫度高于10攝氏度時間控制在3小時以內，1～10攝氏度控制8小時以內。