[發明專利]一種利用磷石膏直接制備改性碳酸鈣的方法

有效

• 申請號: 201710211515.X
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106927494B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 丁禹;李聰聰;黃紹蘭
• 申請（專利權）人: 貴州省化工研究院
• 主分類號: C01F11/18
• 分類號: C01F11/18
• 代理公司: 貴陽派騰陽光知識產權代理事務所(普通合伙)52110
• 代理人: 谷慶紅

技術領域

本發明屬于化工技術領域，具體涉及一種利用磷石膏直接制備改性碳酸鈣的方法。

背景技術

磷石膏是濕法磷酸生產過程中產生的工業廢渣，據報道，每生產1t磷酸將產生4.5—5.5t磷石膏。隨著中國磷復肥工業的迅猛發展，磷石膏的排放成倍增加，不僅占用大量土地，而且嚴重污染環境，磷石膏的綜合處理已成為迫在眉睫的環保和安全問題。輕質碳酸鈣是一種廣泛應用的工業填料，主要可用于塑料、造紙、橡膠、涂料等行業。目前，國內輕質碳酸鈣的生產主要是通過開采石灰石獲得原料，通過煅燒將石灰石轉化為生石灰，再消化后通入二氧化碳進行碳化制備。此方法需要消耗自然資源，煅燒時需要大量的煤炭，同時會排放二氧化碳氣體，對環境造成污染。

目前對于利用磷石膏制備輕質碳酸鈣的方法研究較多，文獻“高溫燒結磷石膏鈣渣制備輕質碳酸鈣，劉健等”提出了用磷石膏鈣渣(其主要成分為碳酸鈣)經高溫煅燒、消化、精制、碳化制備輕質碳酸鈣的方法；文獻“磷石膏脫硫鈣渣制備輕質碳酸鈣，時婷等”提出以氯化銨浸取脫硫鈣渣、碳化制備輕質碳酸鈣的工藝；文獻“磷石膏制微細碳酸鈣，徐淳”提出用磷石膏與碳酸氫銨和氨水反應制碳酸鈣；文獻“磷石膏綜合利用副產物碳酸鈣渣的再資源化，張興法等”報道以鹽酸浸取碳酸鈣渣制備氯化鈣，選用碳酸氫銨和氨水為碳化劑對氯化鈣深加工制備碳酸鈣；文獻“磷石膏綜合利用副產物碳酸鈣渣的深加工研究，曾光等”提出以硝酸、碳酸氫銨和氨水為原料，碳酸鈣渣經浸取后采用液-液連續碳化法可制備輕質碳酸鈣。

綜上所述，目前文獻報道對于利用磷石膏制備輕質碳酸鈣的方法主要有兩個方面，一是直接將磷石膏碳化然后在純化，二是將磷石膏轉化為可溶性鈣離子在進行碳化反應。兩種方法制得的碳酸鈣純度不夠高(如含硅化合物及有機物雜質等)，工藝復雜、成本高、經濟性較差，同時還會存在二次污染等問題，產品的應用范圍受到很大的限制。

目前，改性碳酸鈣由于其產品粒徑、產品活性、產品吸油值、產品純度等特性更優。其應用范圍得到了很好的拓展，滿足了更多高端產業使用要求。而現有技術中對碳酸鈣進行改性，主要是以碳酸鈣為原料進行改性，如專利CN201510302284.4，公開了一種改性碳酸鈣及其制備方法；采用添加聚酰亞胺、碳酸氫銨和高耐磨炭黑與碳酸鈣形成結合，使碳酸鈣表面耐磨、親油疏水、滅火等特性，改性后的碳酸鈣與聚合物有較好的相容性，增強了界面作用。專利：CN201510095794.9，公開了濕法超微細改性碳酸鈣制備工藝，將方解石礦清洗篩選、粗破碎、細破碎、干法研磨、分級；收集600目的細粉用水配漿，固含量為70％～80％；漿料中加入改性劑硬脂酸鈉進行改性處理后進入濕法研磨，研磨中加入研磨介質氧化鋯微珠和分散劑聚丙烯酸鈉，研磨介質與漿料體積比為1:1.5；改性劑添加量為固含量6‰-12‰，將濕法研磨后獲得的漿料過振動篩，得到濕法超微細改性碳酸鈣漿料收集到漿料筒進行閃蒸烘干，成品收集，包裝。但上述方法，需要添加多種成分物質改性劑，且制備方法較為復雜，生產要求較高，工業化應用成本較高。

目前，以磷石膏直接制備改性碳酸鈣的尚未有報道，因此，對于利用磷石膏制備改性碳酸鈣的方法還需要繼續深入研究，以尋找到更加完美的工藝路線。

發明內容

本發明為解決上述問題，提供了一種利用磷石膏直接制備改性碳酸鈣的方法，該方法以磷石膏和碳銨為起始原料，其以含甲醇水溶液作為反應溶劑，直接制備改性碳酸鈣，不僅反應轉化率，而且含甲醇水溶液可以改性碳酸鈣，制得的改性碳酸碳具有產品粒徑小、產品純度高、親油性好、分散性好、不易沉降、機械強度高等特性，不僅提高了碳酸鈣的應用范圍，并且該制備工藝簡單、易操作，非常適合工業生產。

具體地，本發明提供了一種利用磷石膏直接制備改性碳酸鈣的方法，包括以下步驟：

(1)將磷石膏用含1-5％的甲醇去離子水溶液磨漿并加入到反應器中，設置電動攪拌器攪拌轉速為200-280r/min，然后緩慢滴加碳銨，控制滴速為10-20min滴完，反應溫度為120-130℃，恒溫反應2-4小時，反應結束后，過濾得濾液和沉淀物，濾液回收甲醇，回收甲醇完畢的濾液冷卻結晶，再過濾，再用無水乙醇進行重結晶后，將結晶體于90-110℃干燥1小時，得硫酸銨；