[发明专利]球形碳酸钙及其制备方法

说明书

本发明公开了一种球形碳酸钙及其制备方法，其制备步骤为：用生石灰与水按比例进行消化和陈化，然后过筛进行除杂，添加乙醇溶剂到生浆中，精制调节得到氢氧化钙浆料；将配置好的浆料转移至超重力反应器中，同时加入晶型控制剂，控制碳化温度、CO₂气流量、超重力水平，使得氢氧化钙浆料与二氧化碳气体逆流接触，进行碳化反应；将碳化结束后的浆液离心后得到的沉淀进行干燥、粉碎后即得球形碳酸钙。本发明是以氢氧化钙为原料，以醇‑水作为溶剂，成本较低，且在超重力场中利用碳化法制备球形碳酸钙，使微观混合和传质过程得到极大强化，碳化时间短、生产效率高、产品粒度分布窄、粒径小、形貌均一且分散性良好，有利于工业化的应用。

技术领域

本发明属于无机非金属材料领域，具体涉及一种球形碳酸钙及其制备方法。

背景技术

碳酸钙是自然界中最丰富的生物矿物之一，它化学性质稳定，生物相容性好，容易表面修饰，拥有各种形态，以及具备无毒的优良性质，是一种很有前景的无机材料。被广泛应用于造纸、涂料、橡胶、塑料、油墨、化妆品和医药等众多行业。不同形貌的碳酸钙有着不同的应用领域，目前已开发出的碳酸钙形貌有纺锤形、立方形、纤维状、球形、锁链形、花瓣状、片状、蘑菇云状、针状等。球形碳酸钙由于其各向同性，因而具有较好的分散性、平滑性以及耐磨性等优异性能，可应用于塑料、油墨、牙膏等工业原料及其在医药品、化妆品等领域。因此，开发出形貌规整，分散性良好的球形碳酸钙具有十分重要的意义。

公开报道的球形碳酸钙的制备方法多数是在Ca²⁺-H₂O-CO₃^2-反应体系中进行复分解反应生成，而工业上以石灰乳和二氧化碳气体为原料，加入晶型控制剂进行碳化反应制备出球形碳酸钙产品还比较少见。中国专利(专利CN105060330A)公布了一种球形碳酸钙晶体的制备方法，是利用可溶性淀粉作为晶型控制剂，氨水为调节剂，利用氯化钙水溶液与二氧化碳为原料，在超重力反应器内碳化反应制备出平均粒径为12-17μm的球形碳酸钙。该方法的原料为氯化钙，成本较高，不利于工业化，而且产品粒径较大。中国专利(专利号CN107445191A)公布了一种球形碳酸钙的制备方法，是以氧化钙为钙源，用氧化钙配置成氢氧化钙溶液，再加入丝素蛋白酶解液制成的冻干粉作为晶型控制剂，然后均匀地通入二氧化碳和氮气混合气体，反应生成球形碳酸钙。该方法制备晶型控制剂的工艺复杂，且生成的碳酸钙球形含量不高，不利于工业化生产。

以氢氧化钙为钙源，利用超重力反应结晶法制备具有粒径小、形貌均一且分散性良好的纯球形碳酸钙尚未见报道。由于超重力反应结晶法碳化时间短、生产效率高、粒度分布均匀、不同批次产品的重现性好，有利于工业化的应用。因此，研究利用超重力反应结晶碳化法稳定制备球形碳酸钙更具有现实意义。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本发明提供一种球形碳酸钙及其制备方法，以解决现有技术制备得到的球形碳酸钙含量不高、成本较高、粒径较大、不利于工业化生产的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

球形碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：

S1.将生石灰与水按比例进行消化，过筛进行除杂，加入溶剂，调节精制得到氢氧化钙浆料；

S2.将步骤S1所配置的氢氧化钙浆料投入到超重力碳化反应工序的工艺装置的循环料液釜中，添加晶型控制剂，控制碳化温度、二氧化碳气流量、超重力水平，让氢氧化钙浆料与二氧化碳气体逆流接触，进行碳化反应，碳化反应结束后停止通二氧化碳；

S3.将步骤S2碳化结束后的浆液进行离心，得到的沉淀进行干燥、粉碎，即得球形碳酸钙产品。