[發明專利]一種石膏生產納米碳酸鈣的設備與工藝

有效

• 申請號: 201310001654.1
• 申請日: 2013-01-05
• 公開（公告）號: CN103058248A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 劉立文;劉珍如;寧愛民;寧勇;寧江天;劉勇;魯紀鳴
• 申請（專利權）人: 劉立文
• 主分類號: C01F11/18
• 分類號: C01F11/18;B82Y30/00
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所 43205
• 代理人: 寧星耀;許伯嚴

技術領域

本發明涉及一種碳酸鈣的生產設備與工藝，尤其是涉及一種石膏生產納米碳酸鈣的設備與工藝。

背景技術

納米碳酸鈣又稱為超細化碳酸鈣，其粒度介于0.01－0.1μm之間，其應用最成熟的行業是塑料工業，主要用于高檔塑料制品，可以改善塑料母料的流動性，提高其成型性。納米碳酸鈣用作塑料填料具有很好的增韌補強的作用，提高塑料的彎曲強度和彎曲彈性模量、熱變形溫度和尺寸穩定性，同時還賦予塑料滯熱性。納米碳酸鈣用于油墨填料，具有穩定性好，光澤度高，不影響印刷油墨的干燥性能、適應性能等優點。

納米級碳酸鈣的生產方法很多，大體上可分為濕法與干法兩類。

中國發明專利申請200710157482.1公開了一種納米碳酸鈣的制備方法，是在水中加入原料生石灰或氫氧化鈣，配制成8－12%的懸浮液，在攪拌的狀態下通入二氧化碳，調節溶液的pH，最后通過X型納米對撞機制備20－80納米的碳酸鈣。

中國發明專利申請201110390578.9公開了一種納米碳酸鈣的制備方法，其提供的是一種在高壓二氧化碳和離子液體參與下，在無水條件下進行碳化反應的納米碳酸鈣的制備方法。

但上述兩種制備過程都過于復雜，重復性較差，不適宜工業化生產。

中國實用新型專利200320111078.8公開了一種納米碳酸鈣反應器，其由電機、殼體、攪拌軸、2－5級高速旋轉的轉子和定子組合體、CO₂混合噴嘴和冷卻器組成，利用該反應器實現多級乳化，連續生產，引入特殊制造的CO₂混合氣體壓力噴嘴，在入口管對反應液進行霧化，該反應在一定程度上可以實現制備納米碳酸鈣的功能，但是整個設備、整個過程控制變量太多，工藝參數不好控制。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術的不足，提供一種工藝簡單，操作方便的石膏生產納米碳酸鈣的設備與工藝，制得之納米碳酸鈣，純度高，雜質含量少。

本發明解決其技術問題采用的技術方案是：

本發明之石膏生產納米碳酸鈣的設備，包括溶解室、盛液室、反應室，所述溶解室頂部設有石膏粉下料口，溶解室內部安裝有攪拌器；所述盛液室位于溶解室的正下方，溶解室與盛液室之間通過濾網隔開，所述盛液室的底部通過安裝有高壓泵的管道與高壓噴嘴相連，所述高壓噴嘴設于反應室內的上部；所述反應室內的下部設有正對高壓噴嘴的氣體噴嘴，所述氣體噴嘴通過管道依次與納米鐵粉下料斗、高壓氣體泵相連；所述高壓氣體泵與二氧化碳供應裝置相連；所述反應室底部設有出料口；所述反應室外設有強化電磁場發生器。

進一步，所述濾網的目數為3000-6000目（優選4000-5000目）。

本發明之石膏生產納米碳酸鈣的設備的工作過程，即本發明之石膏生產納米碳酸鈣的工藝，包括以下步驟：將石膏粉末從石膏粉下料口加入溶解室，啟動攪拌器，同時通過石膏粉下料口向溶解室內加入15-40wt%的檸檬酸溶液或10—16wt%的鹽酸溶液，部分石膏粉末溶解于溶解室中的檸檬酸溶液或鹽酸溶液，未溶解的石膏粉末懸浮于溶液中，形成懸浮液，懸浮液經濾網過濾，濾液進入盛液室，啟動與盛液室底部相連的高壓泵，將盛液室中的濾液泵送至高壓噴嘴，并通過高壓噴嘴以0.2-10m/s（優選2-5m/s）的速度高速噴入反應室，同時，通過納米鐵粉下料斗加入納米鐵粉，并啟動與二氧化碳供應裝置相連的高壓氣體泵，納米鐵粉在高壓氣體泵的作用下連同二氧化碳氣體通過氣體噴嘴以0.5-15m/s（優選2-8m/s）的速度一同被吹入反應室，并與高壓噴嘴噴出的濾液混合，二氧化碳氣體溶于濾液中，生成碳酸，碳酸根離子與濾液中的鈣離子發生反應，生成碳酸鈣；同時打開反應室外部的強化電磁場發生器，反應室內產生頻率為50-200Hz（優選90-140Hz）周期振動的電磁場，氣體噴嘴噴出的鐵粉在周期振動的電磁場的作用下高速運動，與生成的碳酸鈣顆粒發生碰撞，以控制碳酸鈣粒子的粒徑；反應后的固體殘渣及液體從反應室的底部出料口排出，排出的固體殘渣，在定向電磁場作用下，分離出鐵粉，余下的即為納米碳酸鈣。

采用本發明生產納米碳酸鈣，工藝簡單，操作方便；制得之納米碳酸鈣，純度高，無臭無味，具有鈣含量高，雜質含量極少，粒徑分布窄的特點，粒徑可達到50－100?nm。

附圖說明

圖1是本發明石膏生產納米碳酸鈣的設備實施例的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細說明。

實施例1