CN105753032A - 一种重质纳米碳酸钙生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种重质纳米碳酸钙生产工艺，通过将一定量的超细重质碳酸钙、水和聚丙烯酸钠，按比例通过水磨机进行研磨、混合，可有效使碳酸钙粒度达到1000nm以下，并呈流膏状，进而通过在热气流和预热后的气流研磨机的共同作用下，在烘干水分的同时，进行有效的研磨，水分降低的同时，碳酸钙流动性降低，在此过程中研磨，可有效使碳酸钙粒度快速达到100nm以下，并且碳酸钙粒度均匀、圆润，性能优良，最后，通过加入一定比例的改性剂极大地提高了纳米碳酸钙的活化度、分散性能等各方面性能，使其综合性能显著提高。本发明工艺简单、操作简便、效率高、整体能耗低，有效节约了成本，并且产品质量性能可观，极大地提高了产品的应用空间。
Description
技术领域
本发明属于碳酸钙生产技术领域，尤其涉及一种重质纳米碳酸钙生产工艺。
背景技术
碳酸钙是一种廉价易得用途广泛的矿产品，经超细粉磨后，被广泛应用于造纸、橡胶、油漆、涂料、塑料、高分子母粒、电缆料、PVC、PE等产品的制造中。纳米碳酸钙是20世纪80年代发展起来的一种新型超细固体粉末材料，其粒度介于10nm-100nm之间，由于纳米碳酸钙粒子的超微细化，其晶体结构和表面电子结构发生变化，产生了普通碳酸钙所不具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子效应，具有显著的补强作用，可以不同程度地改善产品制备的流变性、触变性、流挂性、流平性和韧性等力学性能，因而具有较高的附加值。
随着纳米级碳酸钙技术和社会的发展，市场对纳米级碳酸钙的需求越来越大，纳米级碳酸钙的产量也不断提高。目前，纳米碳酸钙的工业化生产工艺主要有：间歇鼓泡碳化法、连续喷雾多段碳化法和超重力反应结晶法。其中，间歇鼓泡碳化法投资相对较少且操作简便，其工艺参数控制可操作性强，但其对原料气二氧化碳放入浓度和压力的要求高。一旦二氧化碳放入浓度和压力达不到要求，就会使二氧化碳气体的吸收传质效果变差，相应使产品粒径难以细化。同时其二氧化碳的利用率低，其一般利用率尚不到30%。与间歇鼓泡碳化法相比，连续喷雾多段碳化法的生产效率相对较高，其二氧化碳的利用率可以提高至50%左右，但其稳定生产的可操作性相对较差，产品的粒径分布范围较宽，产品的应用特性一般相对较低。超重力反应结晶法的产品平均粒径小，具有粒径分布窄，产品质量相对稳定和碳化时间相对较短等优势。但其生产投资较大，且生产中的动力消耗高，从而导致生产成本较高，目前尚无法大规模应用。因此，亟待一种能够有效降低纳米碳酸钙的制造成本，提高纳米碳酸钙生产效率的方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种方法简单、可操作性强，能够有效降低生产成本并提高生产效率的重质纳米碳酸钙生产工艺。
本发明的目的所采用的技术方案是：一种重质纳米碳酸钙生产工艺，包括以下步骤：
1）取超细重质碳酸钙送至水磨机，并加入一定量的水和聚丙烯酸钠，混合搅拌、研磨15-20min，制备浆钙，其中，超细重质碳酸钙、水和聚丙烯酸钠的重量份之比为：800-1000：250-350：5-8；
2）采用气流研磨机，并向气流研磨机中通入洁净热风进行预热，当气流研磨机内温度达到350-380℃时，将步骤1）所制得的浆钙按照浆流量与气流量体积比1：50-80的进度比加入预热后的气流研磨机，在350-380℃的温度下烘干、研磨20-30min，得纳米级粒度的半成品；
3）待步骤2）所得待半成品温度降至50-80℃时，送至改性机，并加入半成品重量份10-20%的改性剂，进行改性，即得重质纳米碳酸钙成品，检验合格、包装、入库即可。
所述改性剂为1840十八烷酸。
本发明通过将一定量的超细重质碳酸钙、水和聚丙烯酸钠，按比例通过水磨机进行研磨、混合，可有效使碳酸钙粒度达到1000nm以下，并呈流膏状，进而通过在热气流和预热后的气流研磨机的共同作用下，在烘干水分的同时，进行有效的研磨，水分降低的同时，碳酸钙流动性降低，在此过程中研磨，可有效使碳酸钙粒度快速达到100nm以下，并且碳酸钙粒度均匀、圆润，性能优良，最后，通过加入一定比例的改性剂极大地提高了纳米碳酸钙的活化度、分散性能等各方面性能，使其综合性能显著提高。进一步地，通过采用1840十八烷酸作为改性剂，一方面改性温度低、可实施性强、效率高，并且改性后的纳米碳酸钙整体质量显著提高。
本发明工艺简单、操作简便、效率高、整体能耗低，有效节约了成本，并且产品质量性能可观，极大地提高了产品的应用空间。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参看图1，本发明的重质纳米碳酸钙生产工艺，包括以下步骤：取超细重质碳酸钙送至水磨机，并加入一定量的水和聚丙烯酸钠，超细重质碳酸钙、水和聚丙烯酸钠的重量份之比为：800-1000：250-350：5-8；通过水磨机的混合搅拌、研磨15-20min，制备浆钙，存放于浆钙罐备用；通过热风炉产生热风，并通过热交换机进行交换，产生洁净热风，将洁净热风通入气流研磨机进行预热，当气流研磨机内温度达到350-380℃时，继续通入洁净热风，并按照浆流量与气流量体积比1：50-80的进度比向气流研磨机中注入制备好的浆钙，在350-380℃的温度下烘干、研磨20-30min，得纳米级粒度的半成品；所得半成品静放降温至50-80℃送至改性机，加入半成品重量份10-20%的改性剂，改性剂为1840十八烷酸，进行改性，即得重质纳米碳酸钙成品，检验合格、包装、入库即可。所述改性剂还可以采用十二烷基苯磺酸钠或聚醚改性硅油代替。
实施例1
取80kg超细重质碳酸钙、35kg水和0.5kg聚丙烯酸钠加入水磨机，混合搅拌、研磨15min，制备浆钙，并向气流研磨机中通入洁净热风预热至气流研磨机内温度达到360℃时，按照浆流量与气流量体积比1：50注入所述浆钙在355℃的温度下烘干、研磨20min，得纳米级粒度的半成品；待半成品温度降至50℃时，送入改性机，加入半成品重量份10%的1840十八烷酸进行改性，改性完成后，即得重质纳米碳酸钙成品，检验合格、包装、入库即可。
实施例2
取100kg超细重质碳酸钙、35kg水和0.8kg聚丙烯酸钠加入水磨机，混合搅拌、研磨20min，制备浆钙，并向气流研磨机中通入洁净热风预热至气流研磨机内温度达到380℃时，按照浆流量与气流量体积比1：80注入所述浆钙在370℃的温度下烘干、研磨30min，得纳米级粒度的半成品；待半成品温度降至80℃时，送入改性机，加入半成品重量份20%的1840十八烷酸进行改性，改性完成后，即得重质纳米碳酸钙成品，检验合格、包装、入库即可。
实施例3
取1800kg超细重质碳酸钙、300kg水和06kg聚丙烯酸钠加入水磨机，混合搅拌、研磨18min，制备浆钙，并向气流研磨机中通入洁净热风预热至气流研磨机内温度达到370℃时，按照浆流量与气流量体积比1：60注入所述浆钙在370℃的温度下烘干、研磨25min，得纳米级粒度的半成品；待半成品温度降至65℃时，送入改性机，加入半成品重量份15%的1840十八烷酸进行改性，改性完成后，即得重质纳米碳酸钙成品，检验合格、包装、入库即可。
本发明通过将一定量的超细重质碳酸钙、水和聚丙烯酸钠，按比例通过水磨机进行研磨、混合，可有效使碳酸钙粒度达到1000nm以下，并呈流膏状，进而通过在热气流和预热后的气流研磨机的共同作用下，在烘干水分的同时，进行有效的研磨，水分降低的同时，碳酸钙流动性降低，在此过程中研磨，可有效使碳酸钙粒度快速达到100nm以下，并且碳酸钙粒度均匀、圆润，性能优良，最后，通过加入一定比例的改性剂极大地提高了纳米碳酸钙的活化度、分散性能等各方面性能，使其综合性能显著提高。进一步地，通过采用1840十八烷酸作为改性剂，一方面改性温度低、可实施性强、效率高，并且改性后的纳米碳酸钙整体质量显著提高。本发明工艺简单、操作简便、效率高、整体能耗低，有效节约了成本，并且产品质量性能可观，极大地提高了产品的应用空间。
本发明的技术方案并不限制于本发明所述的实施例的范围内。本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。
Claims (2)
1.一种重质纳米碳酸钙生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
1）取超细重质碳酸钙送至水磨机，并加入一定量的水和聚丙烯酸钠，混合搅拌、研磨15-20min，制备浆钙，其中，超细重质碳酸钙、水和聚丙烯酸钠的重量份之比为：800-1000：250-350：5-8；
2）采用气流研磨机，并向气流研磨机中通入洁净热风进行预热，当气流研磨机内温度达到350-380℃时，将步骤1）所制得的浆钙按照浆流量与气流量体积比1：50-80的进度比加入预热后的气流研磨机，在350-380℃的温度下烘干、研磨20-30min，得纳米级粒度的半成品；
3）待步骤2）所得待半成品温度降至50-80℃时，送至改性机，并加入半成品重量份10-20%的改性剂，进行改性，即得重质纳米碳酸钙成品，检验合格、包装、入库即可。
2.如权利要求1所述的重质纳米碳酸钙生产工艺，其特征在于：所述改性剂为1840十八烷酸。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Nanzhao County of Nanyang City, 474650 industrial clusters in Henan province area Applicant after: Henan Xintai calcium Industry Co.,Ltd. Address before: Nanzhao County of Nanyang City, 474650 industrial clusters in Henan province area Applicant before: NANZHAO XINTAI CALCIUM INDUSTRY Co.,Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Production process for heavy nano calcium carbonate Effective date of registration: 20190624 Granted publication date: 20171031 Pledgee: Bank of China Limited Nanzhao Branch Pledgor: Henan Xintai calcium Industry Co.,Ltd. Registration number: 2019990000602 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20200511 Granted publication date: 20171031 Pledgee: Bank of China Limited Nanzhao Branch Pledgor: Henan Xintai calcium Industry Co.,Ltd. Registration number: 2019990000602 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Production process for heavy nano calcium carbonate Effective date of registration: 20200514 Granted publication date: 20171031 Pledgee: Bank of China Limited Nanzhao Branch Pledgor: Henan Xintai calcium Industry Co.,Ltd. Registration number: Y2020980002186 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20221124 Granted publication date: 20171031 Pledgee: Bank of China Limited Nanzhao Branch Pledgor: Henan Xintai calcium Industry Co.,Ltd. Registration number: Y2020980002186 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A Production Process of Heavy Nanometer Calcium Carbonate Effective date of registration: 20221223 Granted publication date: 20171031 Pledgee: China CITIC Bank Co.,Ltd. Nanyang Branch Pledgor: Henan Xintai calcium Industry Co.,Ltd. Registration number: Y2022980026980 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |