[发明专利]气泡膜法制备碳酸钙工艺及其应用

说明书

本发明公开了一种气泡膜法制备碳酸钙工艺及其应用，属于无机非金属材料碳酸钙粉体制备技术领域。所述气泡膜法制备碳酸钙工艺包括碳化和表面处理，精制的氢氧化钙浆液在气泡膜快速碳化反应器中进行快速碳化反应，反应得到浆液根据需要做适当表面处理，经过滤、干燥、粉碎、筛分即可得到粒径均匀的碳酸钙粉体。本发明的气泡膜法制备碳酸钙工艺不需要加入晶型控制剂，晶体形貌可控，产品粒径均匀可控且分散性好，工艺简单可行，生产成本低，制得碳酸钙粉体适用于包括塑料、橡胶、造纸化、食品、医药、化妆品行业，具有很好的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明属于无机非金属材料碳酸钙粉体制备技术领域，具体涉及一种氢氧化钙碳化制备碳酸钙粉体工艺及其应用。

背景技术

碳酸钙的生产流程中碳酸化工序非常重要。结晶控制技术包括纯粹的工艺控制技术和添加助剂控制技术，日本的碳酸钙生产以工艺控制技术为主，德国等欧洲国家以添加助剂控制技术为主。目前，国内制备纳米碳酸钙的碳酸化反应釜有很多种，包括有传统的鼓泡碳碳酸化反应釜、间歇鼓泡搅拌碳酸化反应釜，以及新使用的喷雾碳酸化反应釜、超重力碳酸化反应釜、文丘里管喷射碳酸化反应器等。

以石灰石为原料，采用氢氧化钙碳化法生产沉淀碳酸钙工艺技术已经比较成熟，影响最终产品质量的关键技术就是碳化工艺，它直接影响产品物理性能的晶形、粒度、比表面积吸油值、沉降体积等。因此碳化工艺不同，碳化设备各异，其产品物理性能各有特色。碳化目的是为了控制气-液-固三相反应状况，按要求进行合成不同粒径、不同晶形分散性好的纳米碳酸钙产品。根据碳化工艺的不同，目前已实现工业化的沉淀碳酸钙的工业合成方法主要有：间歇式碳化法、超重力法、多级喷雾碳化法、非冷冻法和膜分散微结构反应法等。目前氢氧化钙制备沉淀碳酸钙的工艺五花八门，各有优缺点，每一种工艺的改进都是以提高CO₂的传质效率和吸收效率为出发点的，它们以不同的方式提高气相与液相之间CO₂的传质速率，提高液相中的碳酸钙的过饱和度，从而提高碳化反应速率，尤其是提高碳化反应中碳酸钙晶体成核的速率，使得碳酸钙产品向超细化、纳米化的方向发展。

简单落后的碳化设备，所需要的过程控制工艺参数很多且严格，稍有波动便影响粒子的形貌及大小。但是在现实生产过程中，有很多工艺条件，例如:石灰窑尾气二氧化碳的含量及流量、天气环境温度的变化等等，都是难以控制的，并且间歇生产，每一塔的质量难以保证重现性，产品质量经常性出现不稳定，严重制约了碳酸钙的应用发展，因此，创新开发一种反应时间短且产品品质均匀稳定的碳酸钙碳酸化技术显得十分重要。

发明内容

本发明提供一种气泡膜法制备碳酸钙工艺及其应用，以解决现有技术制备碳酸钙反应时间长且产品品质不均匀稳定的技术问题。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种气泡膜法制备碳酸钙工艺，是经过精制的氢氧化钙浆液，然后氢氧化钙浆液在气泡膜快速碳化反应器中进行快速碳化反应，反应得到浆液做表面处理，经过滤、干燥、粉碎、筛分即可得到粒径均匀的碳酸钙粉体。

进一步地，所述的气泡膜法制备碳酸钙工艺，包括以下步骤：

1)精制氢氧化钙浆液；

2)氢氧化钙浆液在带有均匀密集孔隙的气体分散盘和强力搅拌器的气泡膜快速碳化反应器中进行快速碳化反应；

3)碳化反应结束后经过表面处理、过滤、烘干、粉碎、筛分即得到碳酸钙粉体。

进一步地，步骤1)中所述氢精制氧化钙浆液由石灰按照灰水比1:4-12的比例倒入旋转消化机中进行消化反应制得的，制得的氢氧化钙乳液经80-120目的振动筛进行过滤除渣，再经过旋液分离器进一步除渣得到精制氢氧化钙浆液，精制氢氧化钙浆液可以做适当陈化也可以不陈化。

更进一步地，进行消化反应的化灰温度≥70℃。

更进一步地，所述氢氧化钙浆液的浓度精调后氢氧化钙的含量为6％-15％。