[发明专利]一种从高钙硫酸钠型卤水中制备球状方解石型碳酸钙的方法

说明书

本发明涉及一种从高钙硫酸钠型卤水中制备球状方解石型碳酸钙的方法，属于材料化工技术领域。向高钙硫酸钠型卤水中，在温度为20~40℃，加入1.3~1.5g/LNa₂CO₃和0.15~0.35g/LNaOH，控制卤水pH=10.5~11.5，搅拌30~120min，搅拌完成后加入5~15mg/L聚丙烯酰胺絮凝剂，继续搅拌10~30min，然后静置沉降得到固体产物A；将得到的固体产物A用pH=7~9的去离子水洗涤除去钠、氯、镁可溶性盐，得到固体产物B，将固体产物B干燥得到球状方解石型碳酸钙。该法制备原料来源、设备及制备过程简单且成本低廉，室温下反应、对环境友好，工艺绿色环保，且操作程序连续可控。

技术领域

本发明涉及一种从高钙硫酸钠型卤水中制备球状方解石型碳酸钙的方法，属于材料化工技术领域。

背景技术

方解石（Calcite）、文石（Aragonite）和球霰石（Vaterite）为碳酸钙常见的三种无水晶型，方解石型碳酸钙属于三种晶型中热力学稳定性最强的一种。球状方解石碳酸钙具有热力学稳定，比表面积大，比重小，光滑性和平滑性好等突出优点，可以显著提高油墨、塑料、涂料等的填充性能和纸张的涂布性质。因此，开发一种简便的制备球状方解石型碳酸钙的方法具有很重要的意义。

目前，制备球状方解石碳酸钙的方法主要有碳化法和复分解法。碳化法属Ca²⁺-H₂O-CO₂系统，直接碳化过程会影响轻质碳酸钙的形貌和晶型。复分解法是将含有Ca²⁺的盐溶液与含有CO₃^2-的盐溶液在一定的条件（盐溶液的浓度、反应温度、反应时间及不同的添加剂）下混合制备纳米碳酸钙的方法。但传统的复分解法体系较为复杂，外加的添加剂难以脱除且对球碳酸钙的理化性质影响很大，条件极为苛刻，导致该法在工业上难以发展。因此，寻求一种不需外加添加剂直接制备球状方解石型碳酸钙的方法成为了未来制备碳酸钙的发展趋势。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种从高钙硫酸钠型卤水中制备球状方解石型碳酸钙的方法。本发明的高钙硫酸钠型卤水，主要成分为NaCl、Na₂SO₄和部分的CaSO₄、MgSO₄和MgCl₂，Ca²⁺的浓度400~800mg/L，Mg²⁺的浓度20~50mg/L，是一种制备球状方解石型碳酸钙的理想原料。且卤水中的杂质离子含量低，制备过程不需外加添加剂引入杂质离子，解决了传统碳酸钙制备过程中杂质难以去除的问题，实现高钙硫酸钠型卤水中钙的资源化利用。利用高钙硫酸钠型卤水中的Ca²⁺与外加CO₃^2-直接制备碳酸钙前驱体，通过卤水自身含有的Mg²⁺对碳酸钙的晶型进行调控，最终得到球状方解石型碳酸钙产物。因此，高钙硫酸钠型卤水直接制备球状方解石型碳酸是一种具有广泛应用前景的方法。

一种从高钙硫酸钠型卤水中制备球状方解石型碳酸钙的方法，其包括以下步骤：

（1）向高钙硫酸钠型卤水中，在温度为20~40℃，加入1.3~1.5g/LNa₂CO₃和0.15~0.35g/LNaOH，控制卤水pH=10.5~11.5，搅拌30~120min，搅拌完成后加入5~15mg/L聚丙烯酰胺絮凝剂，继续搅拌10~30min，然后静置沉降2~4h得到固体产物A；

（2）将步骤（1）得到的固体产物A用pH=7~9的去离子水洗涤除去钠、氯、镁可溶性盐，得到固体产物B，将固体产物B干燥得到球状方解石型碳酸钙。