[發(fā)明專利]一種制備窄粒徑重質(zhì)碳酸鈣的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310751988.0
• 申請(qǐng)日: 2013-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN103721826A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 施曉旦;劉瑩;田雨;田久旺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海東升新材料有限公司
• 主分類號(hào): B02C21/00
• 分類號(hào): B02C21/00;B02C17/10;C08F220/18;C08F8/12
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種重鈣的制備方法，尤其涉及一種制備窄粒徑重質(zhì)碳酸鈣的方法。

背景技術(shù)

碳酸鈣是無機(jī)化工產(chǎn)品中重要的化工原料，廣泛的應(yīng)用于造紙、塑料、橡膠、涂料、油墨、日用化工、醫(yī)藥、食品加工、密封劑、膠黏劑等領(lǐng)域。根據(jù)加工方法的不同，可將其分為重質(zhì)碳酸鈣又稱研磨碳酸鈣（GCC）和輕質(zhì)碳酸鈣又稱沉淀碳酸鈣（PCC）。重鈣按生產(chǎn)工藝的不同又可以分為干法和濕法兩種。干法生產(chǎn)主要采用球磨機(jī)配分級(jí)機(jī)工藝，適用于生產(chǎn)平均粒徑大于3um的微細(xì)重鈣；濕法研磨主要用于生產(chǎn)平均粒徑小于2um、最大粒徑小于10um的填料和涂布級(jí)重鈣，多應(yīng)用于造紙和高檔涂料。

隨著高速涂布技術(shù)的發(fā)展，要求碳酸鈣具有超細(xì)的粒徑，窄的粒度分布曲線，高的固含量和好的流變性。目前國(guó)內(nèi)的重質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)存在著以下問題：1、粗粒徑產(chǎn)品多，超細(xì)產(chǎn)品少，高級(jí)別產(chǎn)品粒徑分布較寬，粒徑分布不均勻，-0.1um顆粒含量較高，通常在10%以上。2、高固含量的高級(jí)別產(chǎn)品粘度及返粘較高，通常粘度在300mPa.s以上，產(chǎn)品流變性能較差。3、多數(shù)生產(chǎn)工藝及設(shè)備相對(duì)落后，自動(dòng)化精細(xì)化控制程度不高，生產(chǎn)效率低，能耗高，產(chǎn)品質(zhì)量存在較大波動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種制備窄粒徑重質(zhì)碳酸鈣的方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。

本發(fā)明所述的制備窄粒徑重質(zhì)碳酸鈣的方法，包括如下步驟：

選取最小粒徑0.3微米、最大粒徑25微米、且平均粒徑在12-22微米的重質(zhì)碳酸鈣粗粉為原料，經(jīng)濕法研磨，獲得窄粒徑重質(zhì)碳酸鈣；所述窄粒徑重質(zhì)碳酸鈣小于2微米的顆粒占全部顆粒體積的95%以上，小于1微米的顆粒占全部顆粒體積的75%以上，小于0.1微米以下顆粒占全部顆粒體積的15%以下。

所述重質(zhì)碳酸鈣粗粉可以通過對(duì)石粉原料進(jìn)行粗磨獲得相應(yīng)粒徑范圍內(nèi)的粗粉，然后通過選擇合適的篩網(wǎng)去除粒徑過大和過小的碳酸鈣顆粒，從而留下特定粒徑要求的重質(zhì)碳酸鈣粗粉。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，所述濕法研磨為兩臺(tái)磨機(jī)串聯(lián)研磨，第一段研磨產(chǎn)物小于2微米的顆粒占全部顆粒體積的70-75%，小于1微米的顆粒占全部顆粒體積的45-55%，小于0.1微米以下顆粒占全部顆粒體積的4%以下，然后進(jìn)入第二段研磨。

第一段研磨采用中性分散劑，加入量為重質(zhì)碳酸鈣粗粉重量的0.2～2.0%；第二段研磨采用酸性分散劑，加入量為重質(zhì)碳酸鈣粗粉重量的0.1～1.5%；

所述酸性分散劑采用如下方法制備：

（1）將過渡金屬鹵化物，在溶劑中，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，40～60℃，與2,2′-聯(lián)二吡啶反應(yīng)0.5～1小時(shí)，得到均勻配合物溶液；

（2）然后在70～120℃，加入乙烯基羧酸酯單體和光引發(fā)劑或光敏劑，紫外光照射30～60分鐘，再反應(yīng)5～20小時(shí)；

（3）過氧化鋁柱子，除去過渡金屬，后將所得溶液與氫氧化鈉溶液混合，80～120℃水解3～10小時(shí)，使聚羧酸酯轉(zhuǎn)變?yōu)榫埕人徕c；

（4）蒸餾除去溶劑和醇副產(chǎn)物，再加重量濃度為20～50%的NaOH溶液調(diào)節(jié)體系的pH為4-5，并加水調(diào)節(jié)重量固含量至41～43%，即可獲得高效重鈣研磨分散劑；

原料的重量份數(shù)配比如下：

所述氫氧化鈉溶液的用量為步驟（3）中的用量，氫氧化鈉溶液的重量濃度為20～50%；

其中：

乙烯基羧酸酯單體優(yōu)選丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯；

過渡金屬鹵化物為CuCl₂等過渡金屬氯化物或溴化物；

2,2′-聯(lián)二吡啶是用于絡(luò)合過渡金屬以提高其溶解度；

引發(fā)劑為二苯甲酮、二苯甲酮衍生物、安息香、安息香衍生物、甲基乙烯基酮、熒光素或曙紅；溶劑為苯、甲苯、乙苯、二甲苯或乙酸乙酯。

中性分散劑的主要成分為低分子量聚丙烯酸鈉，例如可使用上海東升新材料有限公司生產(chǎn)的DS-FS5325中性分散劑。

作為進(jìn)一步優(yōu)選的方案，第一段研磨采用1.8-2.2mm的硅酸鋯，真密度為4g/cm³，介質(zhì)填充率（球料比）為60-65%；第二段研磨采用0.8-1.3mm的陶瓷珠，真密度為2.65g/cm³，介質(zhì)填充率為50-55%。

研究發(fā)現(xiàn)，原料本身的粒徑分布情況是決定產(chǎn)品粒度分布范圍寬窄的關(guān)鍵因素，如果原料中細(xì)粒徑顆粒含量過高，超細(xì)研磨后會(huì)導(dǎo)致成品中0.1um顆粒含量升高。因此需要選擇合適的粒徑和粒徑分布的碳酸鈣原料。