[发明专利]一种碳酸钙晶须的生产方法

说明书

【技术领域】

本发明属于无机材料技术领域。更具体地，本发明涉及一种碳酸钙晶须的生产方法。

【背景技术】

碳酸钙晶须的结构属于文石型，是具有一定长径比的针状晶体，可以在人工控制的条件下生长。碳酸钙晶须不仅像重质、轻质碳酸钙一样具有大比表面积，而且具有高的长径比，类似于短纤维，显微镜下晶体呈针状或纤维状，晶须尺寸在微米级，具有很好的分散性。碳酸钙晶须无毒，无气味，呈白色篷松状，是继纳米碳酸钙之后的又一种新型无机填充材料。因此，通过工艺改进降低成本制备出碳酸钙晶须，取代其它晶须作为无机化工行业中的增韧材料，具有强大的市场竞争力。

目前，国内制备碳酸钙晶须的方法主要有尿素水解法、超重力反应结晶法、Ca(HCO₃)₂水热分解法、由可溶性Ca²⁺盐与CO₃^2-盐制备碳酸钙晶须与Ca(OH)₂-CO₂气液反应合成法。

Ca(OH)₂-CO₂气液反应合成法是由氧化钙或生石灰消化得到Ca(OH)₂悬浮液，它与晶型控制剂混合，通入CO₂气体以制备碳酸钙晶须。例如CN1552959A公开了一种由生石灰制备碳酸钙晶须的工艺，该方法将生石灰原料充分消化，制成料浆，再与4-5%氯化镁溶液混合形成反应体系，加热到温度70-90℃，通入二氧化碳气体在压力为1.0-1.5MPa下进行碳酸化反应2-3小时，得到碳酸钙晶须。该工艺需要在加压的情况下进行，而且生石灰中的欠火石灰（未分解的碳酸钙）和过火石灰（结构密实，表面常包覆一层熔融物，熟化很慢）影响氧化钙的消化过程和熟化过程，在消化后还需静置陈化一定时间，操作周期比较长，反应物不能准确计量。刘庆峰等人在“碳酸钙晶须的制备技术”《IM&P化工矿物加工》，No.12，p17-18(1999)中描述了碳酸钙晶须制备方法，将工业轻质碳酸钙在950℃煅烧4小时得到氧化钙，然后加水充分消化，再加入到氯化镁溶液中，制备出悬浊液，将悬浊液加热到80-85℃，以0.1L/min的速度通入二氧化碳气体，进行碳酸化反应，制备出碳酸钙晶须，但该方法需要进行高温煅烧，能耗大，还会产生大量CO₂，污染环境。CN1442363A公开了一种微细晶须状碳酸钙制备方法，该方法使用超重力反应器，在磷酸、磷酸盐、卤化物晶型控制剂存在下由氢氧化钙与二氧化碳合成得到碳酸钙晶须。但该方法需要使用特殊的设备，且设备投资非常大。

因此，本发明人在总结现有技术的基础上，通过大量实验研究，终于完成了本发明。

【发明内容】

[要解决的技术问题]

本发明的目的是提供一种碳酸钙晶须的生产方法。

[技术方案]

本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明涉及一种碳酸钙晶须的生产方法，其特征在于该方法的步骤如下：

A、制备磷石膏基CaCO₃渣

按照NH₄HCO₃与磷石膏中的SO₄^2-的摩尔比0.8～1.2，将NH₄HCO₃与磷石膏加到浓度以重量计25～28%NH₃·H₂O溶液中，在反应温度45～75℃与搅拌速度150～400r/min的条件下进行复分解反应1～2.5小时，然后进行过滤或离心分离、烘干，得到一种磷石膏基CaCO₃渣；

B、制备粗制CaCl₂溶液

按照磷石膏基CaCO₃渣中CaCO₃与HCl的摩尔比2.0～3.0，让步骤A得到的磷石膏基CaCO₃渣在HCl溶液中在温度20～30℃下进行反应18～25min，然后经过滤或离心分离得到粗制CaCl₂溶液；

C、粗制CaCl₂溶液精制

在搅拌下将浓度以重量计25～28%NH₃·H₂O溶液加到在步骤B得到的粗制CaCl₂溶液中，并将其pH值调节至7～13，然后静置25～35min，再离心分离除去沉淀，其上清液是精制的CaCl₂溶液；