[發(fā)明專利]一種高鎂含量石灰石制備納米碳酸鈣的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811561230.X
• 申請(qǐng)日: 2018-12-20
• 公開（公告）號(hào): CN109650430B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉盧科;朱勇;藍(lán)擎;廖俊杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西華納新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C01F11/18
• 分類號(hào): C01F11/18;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 南寧東之智專利代理有限公司 45128
• 代理人: 戴燕桃;汪治興

本發(fā)明公開了一種高鎂含量石灰石制備納米碳酸鈣的方法，將高鎂石灰石按照常規(guī)方法破碎、煅燒、消化、過篩、陳化后得到精制石灰乳；將精制石灰乳比重調(diào)至1.060?1.080，并將其引入鼓泡碳酸化反應(yīng)釜中，控制石灰乳反應(yīng)溫度，通入CO2混合氣體進(jìn)行碳酸化反應(yīng)，碳化45?60min后加入氫氧化鈉和聚丙烯酸鈉，碳酸化至pH＝7.0，即為終點(diǎn)，得碳酸鈣熟漿；在碳酸鈣熟漿中加入EDTA二鈉，恒溫60?80℃保持30min，得碳酸鈣懸浮液，再向懸浮液加入硬脂酸鈉溶液攪拌30min，得改性碳酸鈣懸浮液；將改性碳酸鈣懸浮液烘干粉碎后，即得到納米碳酸鈣產(chǎn)品。本發(fā)明制備的納米碳酸鈣產(chǎn)品形貌規(guī)整，為類立方體，分散性好、吸油值低，pH值較低，擴(kuò)展低品質(zhì)高鎂含量石灰石的應(yīng)用范圍，提高資源的利用效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米碳酸鈣技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種高鎂含量石灰石制備納米碳酸 鈣的方法。

背景技術(shù)

納米碳酸鈣是一種應(yīng)用非常廣泛的無機(jī)非金屬材料，特別是納米碳酸鈣產(chǎn)品 由于其原料來源易得、價(jià)格較低、白度高、性能優(yōu)良、生產(chǎn)過程污染小、填充加 工性能好等特點(diǎn)，被大量地應(yīng)用于塑料、密封膠、汽車底漆、涂料、油墨、造紙、 食品、醫(yī)藥等各個(gè)領(lǐng)域。

納米碳酸鈣工業(yè)生產(chǎn)中通常以高品質(zhì)石灰石作為原料，通過煅燒、消化、陳 化、碳化等步驟制備納米碳酸鈣，從而避免了低品質(zhì)石灰石中Mg等金屬離子對(duì) 納米碳酸鈣的形貌和粒徑造成影響。然而隨著碳酸鈣行業(yè)的發(fā)展，高品質(zhì)石灰石 物價(jià)飛漲，提高企業(yè)的生產(chǎn)成本，低品質(zhì)石灰石在納米碳酸鈣制備行業(yè)有著巨大 的應(yīng)用前景。

在我國南方地區(qū)的石灰石普遍鎂含量較高，然而在采用碳酸化法制備納米 碳酸鈣的過程中并沒有有效的方法除去石灰乳中的鎂，當(dāng)石灰乳中的鎂離子在一 定程度上會(huì)對(duì)納米碳酸鈣的粒徑、形貌、pH值等方面造成影響，極大的限制高 鎂含量石灰石在納米碳酸鈣行業(yè)的應(yīng)用。在文獻(xiàn)余玉翔,陳雪梅.石灰石中鎂 含量對(duì)納米碳酸鈣制備及性能的影響[J].無機(jī)鹽工業(yè),2015,47(12):43-46.” 中報(bào)道:當(dāng)鎂離子含量較少時(shí)，在碳化前期主要是碳酸鈣晶核的生成，在碳化中 期主要以碳酸鈣晶體生長為主，此時(shí)在碳化前期進(jìn)入到碳酸鈣晶格中的鎂離子造 成碳酸鈣溶解度增加，鎂離子重新進(jìn)入液相，在碳化末期氫氧化鈣碳化完全，氫 氧化鎂開始碳化形成可溶性鹽；當(dāng)鎂離子含量逐漸增大時(shí)，在碳化前期降低了碳 酸鈣成核活化能，生成大量穩(wěn)定的碳酸鈣微晶，在碳化中期碳酸鈣晶體晶面吸附 的鎂離子沒有能夠完全釋放在溶液中，使得碳酸鈣晶粒的生長受到抑制，晶核沿 著其他晶面選擇性生長，從而形成鏈狀碳酸鈣。當(dāng)鎂離子大于1.17％時(shí)，碳酸鈣 晶粒尺寸明顯減小，比表面積增大，鏈狀顆粒增多，表面吸附能力強(qiáng)，粉體pH 值偏堿性，吸油值增大。

專利CN108128791A公布了一種浸取劑可回用的電石渣制備納米碳酸鈣的方 法：將研磨好的電石渣溶解于調(diào)配的檸檬酸鹽溶液中，離心處理，取上清液，再 往上清液中通入二氧化碳，當(dāng)溶液pH值為pH為10.5～11.5時(shí)，反應(yīng)停止，對(duì) 反應(yīng)溶液離心處理，沉淀物過濾干燥即可制得方解石相納米碳酸鈣；離心處理后 清液再加入檸檬酸鹽即可在作為浸取劑。該方法對(duì)原材料進(jìn)行預(yù)處理分離得到氫 氧化鈣溶液，排除了原材料中其他雜質(zhì)對(duì)碳化過程的影響，同時(shí)解決了電石渣制 備納米碳酸鈣的浸取劑回用難問題，同時(shí)制得純度高、白度好的納米鈣。但該方 法在預(yù)處理時(shí)加入浸取劑來提取氫氧化鈣達(dá)到排除雜質(zhì)的目的，其步驟復(fù)雜，能 耗較高，在碳化過程中引入了檸檬酸鹽，生成的碳酸鈣形貌、粒徑不易控制，產(chǎn) 品pH值較高，應(yīng)用受限。

專利CN107892318A公開了活性納米碳酸鈣的制備方法：在氫氧化鈣乳液中 添加晶型控制劑，進(jìn)行碳化反應(yīng)，得到立方體碳酸鈣漿液，然后在立方體碳酸鈣 漿液中加入無規(guī)則碳酸鈣漿液和晶型分散劑，在50℃～80℃保溫反應(yīng)30～50小 時(shí)，壓濾干燥后得到具有良好的分散性以及優(yōu)異的光澤性的活性納米碳酸鈣。但 該方法對(duì)氫氧化鈣漿液的純度要求較高，在制備過程中將無規(guī)則碳酸鈣與立方體 碳酸鈣混合，產(chǎn)品的形貌復(fù)雜，粒徑分布不均一，且保溫時(shí)間過長，能耗較高。