CN1636877A - 一种球形纳米碳酸钙的制备方法 - Google Patents

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本发明涉及一种球形纳米碳酸钙的制备方法，主要用于一种球形纳米碳酸钙的制备。此发明主要是采用高纯石灰石与水按一定比例消化，消化后采用高纯CO2气体作气源，通过三级串联搅拌式连续鼓泡炭化装置进行碳化，采用定时添加自制的晶型控制剂、分散剂、增白剂和表面改性剂一步碳化制得球形纳米碳酸钙。本制备方法的主要优点是设备先进，可连续化大生产，生产效率高，所获得的产品球形度好，粒度分布窄，分散性能好，可广泛用于高档造纸、高档油漆和高档塑料行业。

Description

一种球形纳米碳酸钙的制备方法
一、技术领域：
本发明属于化工领域的一种制备方法，主要用于一种球形纳米碳酸钙的制备。
二、背景技术：
球形纳米碳酸钙属于高新技术产品，主要用于高档造纸、高档油漆和高档塑料等行业，其分散性好，填充性能优良，极大的提高了产品的物理化学性能。国内目前还没有成熟的球形纳米碳酸钙的制备工艺，该种产品大量依赖于进口，国内急需要该种球形纳米碳酸钙的制备工艺，以生产出该种产品，满足市场需求。
三、发明内容：
本发明的目的是提供一种球形纳米碳酸钙的制备方法，制造出球形纳米碳酸钙，为高档造纸、高档油漆和高档塑料等行业提供性能优良的原料。该制备方法主要是采用高纯石灰石与水按一定比例消化，消化后采用高纯CO2气体作气源，通过三级串联搅拌式连续鼓泡炭化装置进行碳化，添加自制的晶型控制剂、分散剂、增白剂及表面改性剂，采用定时加入法，一步碳化制得球形纳米碳酸钙。
该制备方法的主要有益效果是技术成熟、操作简便，能一次制出性能优良的球形纳米碳酸钙。
四、附图说明：
如图是本发明采用的三级串联搅拌式连续鼓泡碳化装置。
图中1、1#碳化塔，2、CO2出口，3、冷却水套，4、搅拌器，5、2#碳化塔，6、冷却水套，7、搅拌器，8、3#碳化塔，9、冷却水套，10、CO2进口，11、增白剂、表面改性剂入口，12、出料口，13、泵，14、熟料槽，15、搅拌器，16、泵，17、料液槽，18、搅拌器，19、分散剂入口，20、泵，21、料液槽，22、搅拌器，23、泵，24、精浆槽，25、晶型剂入口，26、搅拌器，27、浆液入口，28、搅拌器。
五、实施方式：
由图可知，该工艺主要是采用高纯石灰石与水按一定比例消化，消化后采用三级串联搅拌式连续鼓泡炭化装置进行碳化，该装置采用气液逆流操作，采用高纯度的CO2为碳化气，高纯度的CO2将极大提高碳化反应速率，加快碳酸钙的成核速率，控制产品的粒径大小和粒度分布。由于气液两相均为连续流动相，碳化塔内Ca(OH)2，CO2，CaCO3的浓度和含量分布都是塔高的函数，防止包裹返碱现象的发生，大大提高其传质效率，使物料的停留时间缩短，整个碳化速率得到了极大的提高。所用的晶型控制剂、分散剂、增白剂和表面改性剂均为自我研制的助剂，晶型控制剂主要用于控制晶型生长状态，保证球形物的含量大于90％，分散剂用于增强纳米粒子之间的分散性能，使纳米粒子在分散状态下是单一状态，增白剂用于增强球形纳米碳酸钙的白度，表面改性剂用于进一步优化球形纳米碳酸钙粒子的表面状态，使粒子更易作为高档造纸、高档油漆和高档塑料行业的添加剂。
整个工艺流程如下：将消化好的一定浓度的浆液和晶型控制剂按1000∶1比例从浆液入口27及晶型控制剂入口25加入精浆槽24中，搅拌器26起搅拌作用，通过泵23将混合液打入1#炭化塔1中，由搅拌器28和冷却水套3控制碳化塔中的反应温度低于25℃，将浆料连续打入与CO2进行逆流反应，反应后的浆料进入料液槽21中，搅拌器22起搅拌作用，又经泵20打入2#碳化塔5中，由搅拌器4及冷却水套6控制反应温度低于25℃，将料进一步与CO2进行逆流反应，料进一步被碳化，反应后浆料流入料液槽17中，由搅拌器18搅拌浆料，按比例1∶2000从分散剂入口19加入分散剂，与料浆混合后由泵16打入3#碳化塔8中，由搅拌器7及冷却水套9控制反应温度低于25℃，料浆与从CO2进口10打入CO2进行反应，反应后料浆进入熟料槽14中，由搅拌器15进行搅拌，从入口11按比例加入增白剂、表面改性剂，混合后经泵13打至出料口12，经过脱水工序后，将料烘干、粉碎、包装，完成整个制备过程。
整个工艺连续化操作，其液体停留时间和气体流量都可以根据需要方便调节，便于优化工艺条件，气液传质效果好，物料反混率低，为生产球形纳米碳酸钙开辟了新的工艺方法，同时该工艺具有投资少，操作简单，碳化设备生产强度大等特点，使球形纳米碳酸钙的生产规模实现大型化。

Claims (1)

1、一种球形纳米碳酸钙的制备方法主要采用高纯石灰石与水按一定比例消化，消化后采用高纯CO2气体作气源，通过三级串联搅拌式连续鼓泡碳化装置进行碳化，采用定时添加自制的晶型控制剂、分散剂、增白剂和表面改性剂一步碳化制得球形纳米碳酸钙，其特征是采用三级串联搅拌式连续鼓泡碳化装置进行碳化，1#碳化塔(1)、2#碳化塔(5)、3#碳化塔(8)中采用冷却水套(3)、(6)、(9)及搅拌器(28)、(4)、(7)，保证碳化反应温度在25℃以下，所用的晶型控制剂、分散剂、增白剂和表面改性剂均为自我研制的助剂，晶型控制剂主要用于控制晶型生长状态，保证球形物的含量大于90％，分散剂用于增强纳米粒子之间的分散性能，使纳米粒子在分散状态下是单一状态，增白剂用于增强球形纳米碳酸钙的白度，表面改性剂用于进一步优化球形纳米碳酸钙粒子的表面状态，使粒子更易作为高档造纸、高档油漆和高档塑料行业的添加剂。
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