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用石灰石制取沈澱碳酸鈣的方法和技術

更新时间:2015-09-28 13:29 来源:
    沉淀碳酸钙(PCC)又称轻质碳酸钙,纳米碳酸钙也是沉淀碳酸钙的一种,广泛应用于塑料、橡胶、涂料、造纸、油墨、胶黏剂、医药食品等领域,如PVC管、塑钢门窗、异型材、建筑涂料等,是一种非常重要的无机填料。
    石灰石是轻质碳酸钙的主要原料。用石灰石可以制备普通轻质碳酸钙,还可制备超细碳酸钙和纳米碳酸钙。此外,通过表面改性还可以制备超细活性碳酸钙。
    普通轻质碳酸钙的生产工艺过程是:将石灰石原料煅烧,得到氧化钙和窑气二氧化碳;消化氧化钙,并将生成的悬浮的氢氧化钙在高剪切力作用下粉碎,多级旋液分离,除去颗粒及杂质,得到一定浓度的精制氢氧化钙悬浮液。通人二氧化碳气体,加入适当的添加荆控制晶型,碳化至终点,得到要求晶型的碳酸钙浆液;对该浆液进行脱水、干燥和表面处理,得到所要求的轻质碳酸钙产品。如图3-9所示为普通轻质碳酸钙的生产工艺流程图。
    影响轻质碳酸钙产品质量的主要因素是:石灰石的质量、煅烧工艺与设备、消化工艺与杂质脱除率、碳化工艺、表面处理工艺及干燥脱水工艺等。轻质碳酸钙生产对原料质量的要求是:   CaO>54% ,  Mg0<1.0%, Sioz <2.0%,   Alz03+Fe203 <0.5% , Mn<0. 0045% 。超微细碳酸钙或纳米碳酸钙的生产方法有间歇鼓泡碳化法、连续喷雾碳化法和超重力法。
    间歇鼓泡碳化法是将石灰乳降到一定温度后,泵入碳化塔,保持一定液位,由塔底通入窑气鼓泡进行碳化反应,通过控制反应温度、浓度、气液比、添加剂等工艺条件,间歇制备超细碳酸钙和纳米级碳酸钙。此法生产设备投资小、操作简单,但能耗较高、工艺条件较难控制、粒度分布较宽。
    连续喷雾碳化法使石灰乳为分散相,窑气为连续相,增加了气液接触界面。一般采用两段或三段连续碳化工艺,即石灰乳经第一段碳化塔碳化得到反应混合液,然后喷入第二段碳化塔碳化,或再喷入第三段碳化塔进行三段碳化得到最终产品。由于碳化过程分段进行,因此可对晶体的成核和生长过程分段控制,从而更易控制晶体的粒径和晶型。控制适宜的喷雾液滴径、氢氧化钙浓度、碳化塔内的气液比、反应温度、各段的碳化率、表面处理工艺等可制得不同晶型的超细和纳米碳酸钙。
    超重力法是利用离心力场(旋转填充床反应器)进行碳化反应制备超细碳酸钙和纳米碳酸钙的方法。由于在旋转填充反应器中,液流所受剪切作用强,碳化反应速度快而且均匀,因此,超重力法生产的碳酸钙原级粒度细且分布均匀。
    超微细碳酸钙(又名纳米碳酸钙)的产品质量应符合国家标准GB/T 19590-2004(表3-10)的规定。