[發明專利]一種利用渭北奧陶紀石灰巖制備菱面體狀超細碳酸輕鈣的方法

在審

• 申請號: 201710119863.4
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106830042A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 杜美利;樊錦文;馮雨;楊建利;劉靜;李剛;王博
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: C01F11/18
• 分類號: C01F11/18
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理事務所(普通合伙) 11368
• 代理人: 劉玲玲

本發明公開了一種利用渭北奧陶紀石灰巖制備超細碳酸輕鈣的方法，包括：將渭北奧陶紀石灰巖破碎、清洗、干燥、篩分，得到1.6mm?2.0mm的顆粒；將上述顆粒于1000℃煅燒60min，得高活性石灰；將上述高活性石灰與90℃水混合制成5.6wt％石灰乳液；將上述石灰乳液置于容器內，放入超聲波震蕩器中，向容器內加入月桂酸鈉，通入CO2氣體，攪拌，反應溫度20℃；當pH降至7時，停止通入CO2并關閉超聲波震蕩器，繼續攪拌20min；過濾、洗滌，對溶質干燥、研磨即得超細碳酸輕鈣。本發明的有益之處在于：以渭北奧陶紀石灰巖為原料，采用碳化法，并且在炭化之前加入晶形控制劑月桂酸鈉，在炭化過程中增加氣體分布器和超聲技術，制備出了性能優良、附加值高、呈菱面體狀的超細碳酸輕鈣產品。

技術領域

本發明涉及一種制備超細碳酸輕鈣的方法，具體涉及一種利用渭北奧陶紀石灰巖制備菱面體狀超細碳酸輕鈣的方法，屬于化工技術領域。

背景技術

超細碳酸輕鈣指的是采用化學方法制備得到的粒徑尺寸處于分子團簇體與宏觀顆粒相混合的粉體顆粒。超細碳酸輕鈣的粒徑在0.02μm-0.1μm之間；無毒、無味、吸濕性小，通常儲存于干燥的環境中；沉降體積為2.4mL/g-2.8mL/g、分子量為100、比表面積≥18m2/g、熔點為1339℃、相對密度為2.45-2.50；常溫下(25℃)，在水中的溶解度非常小，pH值為8.0-10.2之間；常壓下，當溫度≤550℃時化學性質穩定，當溫度在800℃-900℃之間時易分解；與各強酸都能發生放熱反應，并產生一定量的CO2。

超細碳酸輕鈣具備諸如宏觀量子、小尺寸等特殊效應，超細碳酸輕鈣的這些特性使得其在磁性、催化性、分散性、觸變性和流平性、等方面均顯示出明顯的優勢，因此，將超細碳酸輕鈣用于橡膠制品、紙制品、密封膠材料、水泥、藥材、食品等生產過程中，可起到顯著增容、補強、降低成本等作用。

當前，國內合成超細碳酸輕鈣的方法有：碳化法、沉淀法、復分解法、乳液法、水解合成法、仿生法等。2013年斯里蘭卡佩拉德尼亞大學Mantilaka等采用鼓泡碳化法，分別以白云石為原料、以蔗糖為鈣離子提取劑、以聚丙烯酸溶液為穩定劑，成功合成了非晶碳酸鈣。2012年日本大學Kojima采用超聲霧化混合反應法(SARM)，在超聲輔助條件下將反應液進行霧化，制備了新型非晶碳酸鈣。

我國超細碳酸輕鈣產量位居全球第二，但產品質量遠遠落后于發達國家，存在粒徑大、粒度分布寬、白度低，工業批量生產困難、晶體形貌不規整、分散性差等缺陷，導致我國仍需從國外進口大量高檔超細碳酸輕鈣產品以滿足行業需求。

渭北地區奧陶紀石灰巖中，CaO含量高，有害成分(鐵、錳等)的含量低，用其制備超細碳酸輕鈣，具有天然優勢，一方面，該地區石灰巖儲量大，價格低廉，生產成本低，可以解決石灰巖資源的低值化利用問題，提高石灰巖的經濟附加值，充分發揮了石灰巖資源優勢，拓寬石灰巖的應用領域；另一方面，將石灰巖用于制備超細碳酸輕鈣，能降低石灰巖在建筑領域中應用所帶來的環境污染，加強了環境保護。

目前，我國生產的超細碳酸輕鈣形貌包括：球狀、針狀、棒狀、片狀、鏈鎖狀、立方體狀以及無定形等，而對其它特殊形貌的超細碳酸鈣合成罕見報道，尤其是用渭北奧陶紀石灰巖制備菱面體狀超細碳酸輕鈣的方法未見報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用渭北奧陶紀石灰巖制備純度高、白度好、粒度細、分散性好、呈菱面體狀的超細碳酸輕鈣的方法。

為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：

一種利用渭北奧陶紀石灰巖制備菱面體狀超細碳酸輕鈣的方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟一：將渭北奧陶紀石灰巖破碎，然后進行洗選除雜、干燥、篩分，得到粒徑1.6mm-2.0mm的原料顆粒；