CN104609454B - 一种循环利用过滤水生产纳米活性碳酸钙的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种循环利用过滤水生产纳米活性碳酸钙的方法。该方法包括下列步骤：对煅烧后的石灰石进行消化，消化后的浆料经旋液分离，收集残渣，得含氢氧化钙残渣，备作后续生产循环使用，而经除杂精制后的氢氧化钙浆料进行碳化、包覆处理、过滤，干燥解聚即得所述纳米活性碳酸钙，收集过滤液备作后续生产循环使用。其特征在于，所述消化用水是在收集的所述碳酸钙浆料过滤液中加入收集的所述氢氧化钙残渣，搅拌混合均匀后制得的。采用本发明制备纳米活性碳酸钙，制作工艺绿色，环境友好。

Description

一种循环利用过滤水生产纳米活性碳酸钙的方法
技术领域
本发明涉及一种纳米活性碳酸钙的制备方法，具体涉及一种循环利用过滤水生产纳米活性碳酸钙的方法。
背景技术
碳酸钙是一种重要的无机化工产品，是目前用途最广的无机化工填充料之一，广泛应用于橡胶、塑料、造纸、涂料、油墨等化工领域。随着工业生产的迅速发展，各行各业对纳米活性碳酸钙的需求量越来越大，必须大量生产各种规格的产品以满足市场需求。碳酸钙产品的超细化、系列化、功能化已成为碳酸钙工业发展的方向。
在现有技术纳米活性碳酸钙的生产过程中，都是通过石灰石煅烧后再进行消化，消化后的浆料除杂精制后进行碳化、包覆处理，最后经干燥解聚得成品。如专利文件CN1118523C，CN1211286C中披露的方法均采用上述步骤。在该生产过程中，消化需要大量的清洁水，而包覆后的浆料过滤水含有部分没包覆的硬脂酸及大量存在于过滤水中的碳酸根离子，不能再用于石灰的消化而排放掉，该工艺已不能适应目前提倡的绿色生产工艺的要求。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种循环利用过滤水生产纳米活性碳酸钙的方法，循环利用过滤水消化生石灰，达到绿色生产的要求。
为了解决上述技术问题，本发明采用下列技术方案：
一种循环利用过滤水生产纳米活性碳酸钙的方法，包括下列步骤：对煅烧后的石灰石进行消化，消化后的浆料经旋液分离，收集含氢氧化钙残渣，备作后续生产循环使用，而经除杂精制后的氢氧化钙浆料进行碳化、包覆处理、过滤，其中滤饼经干燥解聚即得所述纳米活性碳酸钙，收集的过滤液，备作后续生产循环使用，其特征在于，所述消化后的氢氧化钙浆料由下列步骤制备：
(1)在上批收集的所述碳酸钙浆料过滤液中加入上批收集的所述含氢氧化钙残渣，搅拌混合均匀后静止待处理；
(2)静止后的悬浮液进行再次过滤；
(3)将该处理后的过滤水作为消化用水。
优选的，所述含氢氧化钙残渣加入量按质量计不少于所述碳酸钙浆料过滤液总质量的0.5％。
优选的，所述搅拌混合均匀后静止时间不少于2小时。
现有纳米活性碳酸钙生产过程中的过滤水，不但含有大量的经硬脂酸包覆复分解反应而产生的碳酸根离子，而且也存在部分没被包覆掉的硬脂酸等。若该过滤液水用于再消化，则过滤水中的碳酸根与氢氧化钙反应生成碳酸钙晶种微粒，该晶种的存在，对后期纳米碳酸钙的碳化合成是十分不利的。即使过滤水中存在少量的硬脂酸，在碳化过程中通入窑气后也会产生大量的泡沫，影响碳化反应的进行。目前该过滤水不能作为纳米碳酸钙生产的消化用水，只能作为废液排放掉。该废液碱性大，COD含量高，随着环保要求的提高，必须经生化处理达标后才能排放。这样既加重了工业区废水的排放量，而且也增加了企业的生产成本。
本发明的技术构思在于：
将纳米活性碳酸钙的过滤水收集后，加入含有氢氧化钙浆料的残渣，搅拌混合均匀后静止2小时以上，废液中的碳酸根离子与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，而硬脂酸则与氢氧化钙生成硬脂酸钙沉淀，然后将该悬浮液进行再次过滤，滤饼废渣作为建筑用的基础材料，过滤水为氢氧化钙的澄清液。将该回收的过滤液用于消化石灰，所得氢氧化钙浆料与用普通清洁水消化的氢氧化钙浆料的性能完全一样，仍可用于纳米碳酸钙的生产。
本发明的优点在于：
1、活性碳酸钙的过滤液循环利用，减少了废水的排放量。
2、对于缺水的地区，即使没有充足的水源，同样可以生产纳米活性碳酸钙产品。
3、该回收的过滤水，仍含有一定量的晶型控制剂蔗糖，在后续纳米碳酸钙的合成过程中，可以减少晶型控制剂的加入量，起到相同的控制纳米碳酸钙的粒径大小和形貌的作用，降低生产成本。
4、减少了大量用于废水处理的费用，降低生产成本，提高了产品销售的综合竞争优势。
采用上述技术方案，本发明的活性碳酸钙的过滤液经过氢氧化钙残渣液的处理，再经过滤后其清液可直接用于石灰的消化，用该消化浆料生产纳米碳酸钙，其产品的粒径80纳米左右，吸油值22左右，产品可作为PVC专用的功能填料，同时也避免大量纳米活性碳酸钙过滤废液的排放。
为了更好的阐述本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，但本发明所要求的保护范围不限于下列实施例。
具体实施方式
实施例1
将活性碳酸钙浆料过滤液收集于50升的储桶内，在该过滤液中加入氢氧化钙残渣400克，搅拌混合均匀后静止2小时，然后将该悬浮液进行再次过滤，滤饼废渣作为建筑用的基础材料，澄清的过滤水用于消化，对煅烧后的石灰石进行消化，消化后的浆料经旋液分离，收集滤渣，得氢氧化钙残渣，备作下批生产循环使用，而滤液置于20升的小试反应釜中，按中国发明专利(专利号ZL01126405.5)“一种纳米活性碳酸钙的工业制备方法”披露的工艺条件，除杂精制后进行碳化(晶型控制剂的加入量降为碳酸钙量的0.4％)、包覆处理、过滤，其中滤饼经干燥解聚即得所述纳米活性碳酸钙。
该产品在TEM电镜上测得碳酸钙粒径在60～90nm，无团聚现象，白度92.4，吸油值22左右，粉体的pH值为8.4。
实施例2
按实施例1相似的方法，在20升的小试反应釜中，按中国发明专利(专利号ZL01126404.7)“高档胶印油墨用纳米碳酸钙的制备方法”披露的工艺条件，除杂精制后氢氧化钙浆料进行碳化(晶型控制剂的加入量降为碳酸钙量的0.45％)、包覆，最后过滤烘干，即获得油墨用碳酸钙产品。
该产品在TEM电镜上测得碳酸钙粒径在30～50nm，无团聚现象，白度88.6，吸油值32左右，用3号调墨油制成的墨样，其透明度为较好，流动度为32，可作为胶印油墨用的功能填料。
实施例3
将活性碳酸钙浆料过滤液不经处理直接用于消化石灰，再按实施例1相似的方法进行碳化，在碳化时有大气泡沫产生，只能降低窑气的通气量，造成碳化的时间延长。该产品在TEM电镜上测得碳酸钙形貌有纺锤形、棒状和链状，粒径在200nm左右，且有团聚现象，白度93.4，吸油值28左右，已不具有纳米活性碳酸钙产品的性能了。
以上实施例仅仅为了描述本发明的基本原理、主要特征和技术效果。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下的各种变化或替换，均落入本发明要求保护的范围。

Claims (3)

1.一种循环利用过滤水生产纳米活性碳酸钙的方法，包括下列步骤：对煅烧后的石灰石进行消化，消化后的浆料经旋液分离，收集残渣，得含氢氧化钙的废渣，备作后续生产循环使用，而经除杂精制后的氢氧化钙浆料进行碳化、包覆处理，过滤、干燥解聚即得所述纳米活性碳酸钙，收集的过滤液，备作后续生产循环使用，其特征在于，消化的氢氧化钙浆料由下列步骤制备：
（1）在收集的碳酸钙浆料过滤液中加入收集的所述含氢氧化钙的废渣，搅拌混合均匀后静止待处理；
（2）静止后的悬浮液进行再次过滤；
（3）将该处理后的过滤液作为消化用水。
2.根据权利要求1所述一种循环利用过滤水生产纳米活性碳酸钙的方法，其特征在于所述含氢氧化钙废渣加入量按质量计不少于所述碳酸钙浆料过滤液总质量的0.5%。
3.根据权利要求1所述一种循环利用过滤水生产纳米活性碳酸钙的方法，其特征在于所述搅拌混合均匀后静止时间不少于2小时。
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