[发明专利]一种制备球霰石型碳酸钙的方法

说明书

本发明涉及一种制备球霰石型碳酸钙的方法，所述方法包括：(1)混合石灰石与氯化铵，然后依次进行研磨与焙烧，得到焙砂；(2)浸取步骤(1)所得焙砂，固液分离后得到氯化钙浸出液；(3)混合表面活性剂与步骤(2)所得氯化钙浸出液，然后通入二氧化碳与氨气以进行碳化处理，碳化完全后进行固液分离，得到球霰石型碳酸钙。本发明利用石灰石和氯化铵作为原料生产球霰石型碳酸钙，并在碳化过程中加入表面活性剂，一方面可处理纯碱工业中大量堆积的氯化铵副产物，实现过剩资源的高值化利用；另一方面所生产的球霰石型碳酸钙形状可控，所得碳酸钙粒径大小均一，晶体表面具有良好的疏水性，从而大幅度拓宽碳酸钙的应用领域。

技术领域

本发明属于无机盐材料技术领域，涉及碳酸钙的制备方法，尤其涉及一种制备球霰石型碳酸钙的方法。

背景技术

碳酸钙作为一种基本的化工原料，主要分为方解石、文石和球霰石三种晶型，被广泛地应用于水泥、涂料、塑料、造纸等行业。特别是球霰石型碳酸钙由于具有较大的比表面积、较高的溶解性和分散性能以及较小的比重，可以有效地提高纸张的涂布性能和塑料、涂料、油墨、纸张等的填充性能，改善目标产品的物理性能、光泽度、流动性和印刷性能。

目前许多科研人员开展了球霰石型碳酸钙的制备研究，所采用的方法包括气-液混合法、单分子膜法、模板剂法等。但是基本都存在原料成本高、制备条件复杂、产品形态不易控制、粒径不统一、晶体表面亲水性较强等问题。

此外，近年来随着纯碱工业的不断发展，副产物氯化铵的产量也逐年上升，大量堆积的廉价氯化铵严重制约了纯碱企业的发展。因此，处理大量堆积的氯化铵并采取适宜的工艺生产高附加值产品具有重要意义。以石灰石和氯化铵作为原料生产不同性质不同用途的碳酸钙产品便可在一定程度上缓解当前氯化铵堆积的问题，从而实现变废为宝，具有较大的工业研究价值和理论意义。

CN101823729A公开了一种制备普通活性碳酸钙系列产品联产氯化铵的方法。利用铵碳化法，循环利用前后反应的产物作为反应物，不仅投资小、成本低，而且生产简单、产量大；在联产氯化铵的同时还可以产出各种细度的活性碳酸钙，产生较高的经济效益。但是该制备方法中未详细说明反应的具体条件，并且所制备的碳酸钙产品种类混杂，无法实现选择性产出球霰石型碳酸钙。

CN1025555C公开了一种制造晶体碳酸钙的方法，利用氯化铵饱和溶液和固体氯化铵分解石灰石，净化所产生的氯化钙并回收由反应产物氨、二氧化碳和水反应所转化生成的碳酸氢铵和氢氧化铵。最后使净化后的氯化钙和吸收于氯化铵溶液的碳酸氢铵、氢氧化铵反应，生成晶体碳酸钙产品。该方法中为使反应完全，氯化铵和石灰石的反应温度提高至600℃，在实际工业应用中生产控制非常复杂，造成一定程度的资源浪费。此外，碳酸钙产品中球霰石含量也不高。

CN102267713A公开了一种铵盐循环法生产高品质轻质碳酸钙的方法，该方法先将钙质原料煅烧以将原料中的钙化合物转变为氧化钙，经水化后生成氢氧化钙，之后再与铵盐反应生成钙盐溶液，最后将钙盐溶液输入碳化池中进行碳化处理并产出轻质碳酸钙。由该方法所生产的碳酸钙晶体结构完整、均匀，并且对钙质原料的利用率高，不仅适用于石灰石，也适用于工业中的各种钙质废渣。但是前期煅烧钙质原料以获得氧化钙的过程耗能巨大，经济效益并不是很高。同样也存在无法定向生产球霰石型碳酸钙的问题。

CN103922378A公开了一种利用石膏制备高纯度亚稳态球霰石碳酸钙的方法。该方法以石膏为原料，可以为解决工业固废石膏的资源化利用问题提供技术支持，实现变废为宝。此外，制备的球霰石碳酸钙晶型纯度高，制备工艺简单，高浓度碳铵浓度反应提高了球霰石碳酸钙的产率，可以大大减小球霰石碳酸钙的生产成本。但是该方法所制备得到的球霰石碳酸钙晶体表面并不具备疏水性，也无法避免颗粒团聚而使得碳酸钙产品粒径不均一的问题。