[发明专利]生产碳酸钙的方法

说明书

本发明涉及一种生产碳酸钙的方法，包括用水将生石灰消和制成熟石灰淤浆，然后将该熟石灰淤浆与二氧化碳气体反应，这样可通过控制反应条件来控制该碳酸钙的粒径。

生产合成碳酸钙的代表性方法是“液体-气体”法，其中碳酸钙通过将二氧化碳气体吹入熟石灰淤浆中而制成。已经知道，各种粒径和各种形状的碳酸钙可通过控制反应条件，如熟石灰淤浆的浓度、反应温度、反应方法、是否存在添加剂、添加剂(如果存在)的种类等而制成。

但尚未知道一种生产粒状碳酸钙的简单工艺，它可利用广泛用于工业的“液体-气体”法将原始颗粒的平均较长直径控制在0.5-2μm的范围内。原始颗粒的平均较长直径为0.5-2μm的粒状合成碳酸钙适用作颜料或添加剂以用于造纸用涂料组合物，因此需要一种能够便宜地生产出粒状碳酸钙的生产方法。为了克服该问题，日本专利公告(Kokoku)7-5303和3-19165描述了一种将晶种作为晶核加入熟石灰淤浆中或部分碳酸化熟石灰淤浆中的方法。但该方法的问题在于，总体工艺复杂，因为晶种必须在单独步骤中制备且气体流速必须加以控制。

日本专利公告(Kokoku)3-3605描述了这样一种方法，其中在pH值不低于0.2的条件下进行部分碳酸化，生成板状碳酸钙，然后继续进行碳酸化直到反应完成。但在该方法中，二氧化碳的流速必须限制并根据pH值进行变化，因此该方法费时且复杂。

日本专利申请(Kokai)5-221634描述了这样一种方法，其中将部分碳酸化的熟石灰淤浆在湿条件下磨碎，然后加入二级熟石灰淤浆以完成碳酸化。但由于在部分碳酸化之后使用砂研磨机进行湿条件研磨，因此总体工艺复杂。

另一方面，“液体-气体”法是这样一种工艺，其中主要将包含碳酸根离子的溶液(碳酸钠水溶液、碳酸铵水溶液或类似物)和钙化合物的溶液(氯化钙水溶液、乙酸钙水溶液或类似物)反应得到碳酸钙颗粒。日本专利申请(Kokai)7-196316描述了一种得到粒径0.1-20μm的粒状碳酸钙的方法，其中包含反应缓冲剂的碳酸盐溶液与钙盐溶液通过将这两种溶液之一滴加到另一溶液中而进行混合，这样进行碳酸化反应，然后将能够通过与钙的反应而形成水不溶性盐或较水不溶性盐的含水盐或含水酸滴加到该混合物中。但为了实现该工艺，每种材料都需要一个材料罐且滴加速率必须控制，因此用于实现该工艺的总体设备是复杂的。

因此，本发明的一个目的是提供一种生产碳酸钙的方法，由此可简单和便宜地得到其粒径被控制至所需尺寸的粒状碳酸钙。

为了实现上述目的，本发明提供了一种生产碳酸钙的方法，包括消和步骤，其中通过连续工艺或间歇工艺，经由两步湿消和过程，用水将生石灰消和以制备出熟石灰淤浆；和碳酸化步骤，其中通过连续工艺或间歇工艺，将二氧化碳吹入在消和步骤中制成的熟石灰淤浆中，该方法的特征在于，在消和步骤第一步中的水/生石灰重量比(水比率)为1.5-10。

图1是在实施例2中得到的碳酸钙的电子显微照片。

图2是在实施例4中得到的碳酸钙的电子显微照片。

图3是在对比例1中得到的碳酸钙的电子显微照片。

图4是在对比例2中得到的碳酸钙的电子显微照片。

本发明基于本发明人的以下发现：通过在消和步骤的第一步中将水比率变化至1.5-10的范围内，可以根据水比率来改变所得碳酸钙的粒径。更具体地说，已经证实，如果水比率在1.5-10的范围内，可得到其原始颗粒的平均较长直径为0.5-2μm的颗粒，该颗粒具有基本上均匀的粒径，其中较长直径由以下描述的方法来测定。

在本发明中，在消和过程第一步中的水比率被控制在1.5-10的范围内，这取决于碳酸钙的所需粒径。在1.5-10的范围内，水比率越大，所得碳酸钙的粒径越大。如果水比率低于1.5，那么消和时就出现蒸气消和，这样所得生石灰的粒径特别大且在以后步骤中得到的碳酸钙发生凝固。另一方面，如果水比率大于10，那么所得碳酸钙的分散性差，这在产品质量看来是不理想的。