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用石灰石制取沉淀碳酸鈣的方法和技術

來源:未知     上傳時間:2017-03-30    點擊率:142

    沉淀碳酸鈣(PCC)又稱輕質碳酸鈣,納米碳酸鈣也是沉淀碳酸鈣的一種,廣泛應用于塑料、橡膠、涂料、造紙、油墨、膠黏劑、醫藥食品等領域,如PVC管、塑鋼門窗、異型材、建筑涂料等,是一種非常重要的無機填料。
    石灰石是輕質碳酸鈣的主要原料。用石灰石可以制備普通輕質碳酸鈣,還可制備超細碳酸鈣和納米碳酸鈣。此外,通過表面改性還可以制備超細活性碳酸鈣。
    普通輕質碳酸鈣的生產工藝過程是:將石灰石原料煅燒,得到氧化鈣和窯氣二氧化碳;消化氧化鈣,并將生成的懸浮的氫氧化鈣在高剪切力作用下粉碎,多級旋液分離,除去顆粒及雜質,得到一定濃度的精制氫氧化鈣懸浮液。通人二氧化碳氣體,加入適當的添加荊控制晶型,碳化至終點,得到要求晶型的碳酸鈣漿液;對該漿液進行脫水、干燥和表面處理,得到所要求的輕質碳酸鈣產品。如圖3-9所示為普通輕質碳酸鈣的生產工藝流程圖。
    影響輕質碳酸鈣產品質量的主要因素是:石灰石的質量、煅燒工藝與設備、消化工藝與雜質脫除率、碳化工藝、表面處理工藝及干燥脫水工藝等。輕質碳酸鈣生產對原料質量的要求是:   CaO>54% ,  Mg0<1.0%, Sioz <2.0%,   Alz03+Fe203 <0.5% , Mn<0. 0045% 。超微細碳酸鈣或納米碳酸鈣的生產方法有間歇鼓泡碳化法、連續噴霧碳化法和超重力法。
    間歇鼓泡碳化法是將石灰乳降到一定溫度后,泵入碳化塔,保持一定液位,由塔底通入窯氣鼓泡進行碳化反應,通過控制反應溫度、濃度、氣液比、添加劑等工藝條件,間歇制備超細碳酸鈣和納米級碳酸鈣。此法生產設備投資小、操作簡單,但能耗較高、工藝條件較難控制、粒度分布較寬。
    連續噴霧碳化法使石灰乳為分散相,窯氣為連續相,增加了氣液接觸界面。一般采用兩段或三段連續碳化工藝,即石灰乳經第一段碳化塔碳化得到反應混合液,然后噴入第二段碳化塔碳化,或再噴入第三段碳化塔進行三段碳化得到最終產品。由于碳化過程分段進行,因此可對晶體的成核和生長過程分段控制,從而更易控制晶體的粒徑和晶型。控制適宜的噴霧液滴徑、氫氧化鈣濃度、碳化塔內的氣液比、反應溫度、各段的碳化率、表面處理工藝等可制得不同晶型的超細和納米碳酸鈣。
    超重力法是利用離心力場(旋轉填充床反應器)進行碳化反應制備超細碳酸鈣和納米碳酸鈣的方法。由于在旋轉填充反應器中,液流所受剪切作用強,碳化反應速度快而且均勻,因此,超重力法生產的碳酸鈣原級粒度細且分布均勻。
    超微細碳酸鈣(又名納米碳酸鈣)的產品質量應符合國家標準GB/T 19590-2004(表3-10)的規定。

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