CN1150125A - 一种碳酸钙的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种制造片状超细碳酸钙的工艺，该工艺是采用一种液化氨的碳酸盐作为复分解剂进行复分解反应来制取片状超细碳酸钙，氨可以循环使用或制成相应的氨的化合物作为副产物出售。其特点是不用气体，二氧化碳直接碳化石灰乳，使得整个操作简化、平稳、选择性高，可以制出几乎100％是片状的产品，也可根据需要制出粒度为0.01～2微米的各种产品。

Description

一种碳酸钙的制备方法

本发明涉及碳酸盐的制备方法，特别是涉及一种复分解法制备碳酸钙方法。

在本发明以前，用化学方法制备碳酸钙的方法大体有五种：

①碳化法：

以石灰石为原料进行如下的化学反应过程而制得：

               

              

         

②苏尔维(Solvay)法：

这是一种制造纯碱过程中的副产物法，其反应过程为：

    

               

                 

               

       

 

③联产法：

是以石灰渣和盐酸为原料，其化学反应式为：

            

 

④苛化法：

由碳酸钠制氢氧化钠的副产物法，其反应式为：

       

⑤氯化钙-苏打法：

产品主要用于医药，其反应式为：

         

上述各种方法中大规模工业化生产的只有碳化法。是目前世界各国生产碳酸钙的主要方法。

该方法采用将二氧化碳气体通入石灰乳料浆中这一基本操作，这种碳化方式的最大缺点是气体不可能与料浆在瞬间混合均匀，反应是在气泡表面进行，反应速度慢，造成生成的碳酸钙颗粒不均匀，而且晶形也难以控制。为了解决这一问题必须加入多种表面活性剂，晶形变质剂，这在工业上带来了操作上的困难，产品选择性的麻烦。

本发明的目的是提供一种工艺简单、易于操作、产品质量稳定的制造片状超细碳酸钙的新方法。

本发明是以石灰石为原料也可以以生石灰为原料，以石灰石为原料，经煅烧生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙与水反应变成氢氧化钙浆液，向浆液中加入氨的碳酸盐，例如碳酸氢铵、碳酸铵或碳化氨水等，而不是像以往碳化法那样以二氧化碳气体形式加入，这样使得反应进行得既迅速又稳定，这种反应对晶形的控制和颗粒细度的控制极为方便，准确，可以制出超细、片状碳酸钙。

本发明是一种超细片状碳酸钙的制备方法，其特征在于氨的碳酸盐与氢氧化钙乳液进行复分解反应生成碳酸钙和氨或氨化合物，氨可以循环使用，也可制成相应的氨的化合物出售。

本发明为防止一次粒子聚集或根据不同用途的需要加入表面活性剂，如苯磺酸盐、聚丙烯酸盐、或偶联剂等。

本发明复分解反应温度为30～100℃，反应时间为30分钟至10小时，物料配比，以摩尔计，CaO∶CO₃ ^-2∶NH₄ ⁺＝1∶0.5～2.0∶0.5～4.0。

本发明所采用的氨的碳酸盐既是复分解而又是晶形变质剂。在碳化法中为了得到不同晶形和不同细度的碳酸钙，必须加入不同的表面活性剂、晶形变质剂、改性剂等，这些物质的加入不但增加了成本，而且使产品纯度降低，有的还会进入废水中污染环境。本发明克服了这些问题，反应副产物可以回收并可以循环使用，既不会污染产品也不会污染环境。

为了克服以往碳化法工艺存在的问题，本发明提出的碳酸钙制造工艺的特点是应用新的反应物，即氨的碳酸盐与氢氧化钙浆液进行复分解反应，使得产品质量的选择性、稳定性、均匀性均易得到满足。氨的碳酸盐又是实现制造片状碳酸钙的极佳晶形改良剂，既是造成超细化环境的控制剂又是形成片状结晶的表面改性剂，还是二氧化碳的载体。

该工艺的另一特点是，可根据市场的需要情况组成多种工艺配置，可使主产品与副产品之间配合达到最佳化。

由该工艺制出的产品质量稳定，选择性强，只要对反应条件稍加改变，就可以得到所需要规格的产品，如不同细度的片状碳酸钙，这是碳化法所不能比拟的，这对造纸、油墨行业尤为重要，超细片状碳酸钙可以提高纸的印刷光亮度、平整度、遮盖率、白度、印刷表面强度和油墨吸收性能等，故本发明的方法将会推动涂覆纸由酸性施胶向中性和碱性施胶转变的进程。

本发明方法的工艺过程可用图1所示两个流程图说明。

图1表示本发明方法的工艺流程图。

图2表示实施例1产品电子显微镜照像的结果。

图3表示实施例2产品电子显微镜照像的结果。

图4表示实施例3产品电子显微镜照像的结果。

图5表示实施例4产品电子显微镜照像的结果。

实施例

1.称取1,000克生石灰，加到5,000毫升的热水中，消化30分钟后经325目细筛过滤除去乳液中的粗颗粒，放到10,000毫升的三口瓶中，在开启搅拌的条件下迅速加入1,500克的碳酸氢铵，并加热升温到80℃反应2小时，氨气从三口瓶的一端逸出，经冷却器冷却后收到氢氧化铵瓶中，反应完成后将浆液进行过滤得到3,400克湿滤饼，干燥后得到1,780克碳酸钙产品。

将该产品进行各项指标测定的结果，晶形为片状，粒度0.13微米，电子显微镜照像结果如图2所示。

2.用和实施例1相同的操作，不同之处在于用液体碳酸铵代替碳酸氢铵，加入量对CaO为1∶1(摩尔比)，反应温度为40℃。

得到的碳酸钙产品的各项指标的测定结果，晶形为片状，粒度为0.06微米，电子显微镜照像结果如图3所示。

3.称取1,000克生石灰，加到4,000毫升的热水，消化完成后过滤除去粗颗粒，得到的石灰乳浆液待用。然后配制氢氧化铵和碳酸铵的混合液，其配制的浓度为，NH₄ ⁺：20％，CO₃ ^-2：30％。将上述的灰乳浆液及配制好的碳氨液同时加到10,000毫升的三口瓶中，反应温度为起始30℃，终了90℃，脱净氨后静置5小时后进行过滤、干燥，得到1,800克的碳酸钙产品，对产品的各项指标的测定结果，晶形为片状，粒度为0.1微米，电子显微镜照像结果如图4所示。

4.用和实施例3相同的操作，不同之处在于将石灰乳加到碳氨液中，碳氨液中的CO₃ ^-2与CaO的量比为等摩尔比。

得到的碳酸钙产品的各项指标测定的结果晶形为片状，粒度为0.05微米，电子显微镜照像结果如图5所示。

5.为一连续化反应装置，该装置主要由反应器、脱氨器和老化器组成。

将石灰乳和碳酸铵溶液按等摩尔比慢慢连续地加入到带有搅拌的反应器中进行反应，再进到脱氨器中进行脱氨；反应液流入老化器中放置约3小时，经过滤、干燥得产品，对产品的各项指标的测定结果，晶形为四边形片状，一次粒径为0.06微

Claims (4)

1.一种超细片状碳酸钙的制备方法，其特征在于氨的碳酸盐与氢氧化钙反应，生成碳酸钙及氨或氨化合物，其中，反应条件为：物料配比，以摩尔计，CaO∶CO₃ ^2-∶NH₄ ⁺＝1.0∶0.5～2.0∶0.5～4.0，温度为30℃～100℃，反应时间为0.5小时～10小时。

2.如权利要求1所述的制备方法，其中加入表面活性剂，所述表面活性剂选自苯磺酸盐，聚丙烯酸盐或偶联剂。

3.如权利要求1所述的制备方法，其中氢氧化钙可由石灰石经过煅烧，消化制得或由生石灰消化制得。

4.如权利要求1所述的制备方法，其中氨的碳酸盐是碳酸氢铵、碳酸铵、或碳化氨水。

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