[发明专利]一种使用高能球磨制备纳米碳酸钙粉体的方法

说明书

本发明提供了一种使用高能球磨制备纳米碳酸钙粉体的方法。所述方法包括如下步骤：1、原料的添加；2、原料的球磨；3、除去氯化钙和碳酸钠。本发明中的高能球磨制备方法工艺条件比较简单、设备制造方便、成本低、产量大，一般都在室温下进行，而且操作程序连续可调，容易控制实验过程，所以易于工业化生产；该方法可以通过调节实验参数可以制备纳米无定形CaCO₃和晶态CaCO₃。

技术领域：

本发明涉及到无机非金属粉体材料制备领域，具体涉及到一种使用高能球磨制备纳米碳酸钙粉体的方法。

背景技术：

纳米碳酸钙(CaCO₃)是颗粒尺寸介于0.01—0.1μm之间的粉末材料。与普通CaCO₃相比，超细化纳米CaCO₃粒子产生了一些普通CaCO₃不具有的特殊效应，如宏观量子效应、小尺寸效应以及量子尺寸效应等。纳米CaCO₃的这些特殊效应使其在催化性、光热阻、熔点、磁性等方面都显示出独特的优势。作为一种无机化工产品，纳米CaCO₃经过表面改性处理后，成为一种功能性补充材料，被广泛应用于橡胶、涂料、塑料、造纸、油墨、日用化学和医药等不同领域。

在常温常压下，自然界中存在着六种成分相同但结构完全不同的CaCO₃矿物，分别是无定形CaCO₃、CaCO₃·H₂O、CaCO₃·6H₂O、球霰石、文石、方解石，其热力学稳定性依次增加。除了无定形CaCO₃以外，其它结构都是结晶态；CaCO₃·H₂O和CaCO₃·6H₂O是含结晶水的晶体；球霰石、文石、方解石这三种CaCO₃晶体是不含结晶水的。在CaCO₃这三种晶体结构中，方解石是热力学最稳定的结晶相，在自然界中通常以石灰石或者大理石的形式存在；球霰石是热力学最不稳定的结晶相，它是由人工合成的CaCO₃，通常情况下成球状，性能极不稳定，易转化为方解石；文石的稳定性介于球霰石和方解石之间，特征相貌为针状。

CaCO₃的制备方法包括物理法和化学法。物理法一般是采用机械方式，将原材料破碎到纳米粒子的制备方法，即将自然界中CaCO₃成分含量较高的天然石灰石或者大理石等材料进行机械粉碎，经过粗破、细破、分级等一系列工艺流程，得到CaCO₃产品。一般情况下，采用物理法制备的CaCO₃密度较大，故称为重质CaCO₃。化学法是指通过分解或离子反应生成CaCO₃沉淀物[Ukrainczyk M,Kontrec J,Kralj D,Precipitation of different calcitecrystal morphologies in the presence of sodium stearate,Journal of colloidand interface science,2009,329(1):89-96；Shi X,Rosa R,Lazzeri A,On the coatingof precipitated calcium carbonate with stearic acid in aqueous medium,Langmuir,2010,26(11):8474-8482]，所得的CaCO₃称为沉淀CaCO₃或轻质CaCO₃。