[发明专利]一种重质碳酸钙表面包覆纳米碳酸钙的方法及其设备

说明书

本发明公开了一种重质碳酸钙表面包覆纳米碳酸钙的方法及其设备，包括：将天然碳酸盐矿物进行破碎制得重质碳酸钙后，取部分重质碳酸钙与预设质量分数浓度的氢氧化钙浆料进行混合，然后将含二氧化碳的气体介质通入混合物料内，制得含有纳米级轻质碳酸钙和重质碳酸钙的混合浆料，再取预设体积量的混合浆料与剩余重质碳酸钙进行混合后，将含二氧化碳的气体介质通入混合物料内，进一步反应生成纳米级氢氧化钙，该纳米级轻质碳酸钙与混合浆料中的重质碳酸钙进行表面复合形成复合碳酸钙浆料，最后将剩余混合物料与复合碳酸钙浆料依序经过滤、干燥和粉碎打散制得表面包覆纳米碳酸钙的复合碳酸钙；本方案重质碳酸钙表面包覆效果佳、制备可靠且操作便利。

技术领域

本发明涉及复合碳酸钙制备技术领域，尤其是一种重质碳酸钙表面包覆纳米碳酸钙的方法及其设备。

背景技术

碳酸钙作为高分子复合材料中应用最为广泛的无机填料之一，其包括重质碳酸钙和轻质碳酸钙，而轻质碳酸钙和重质碳酸钙所具有的性能亦有所差异，其中，重质碳酸钙的加工主要是通过机械破碎、研磨的方法实现的；轻质碳酸钙的生产是通过化学反应沉淀后制取的；从产品的细度来说，轻质碳酸钙的粒度比重质碳酸钙细得多，轻质碳酸钙应用在塑胶料中时，其能均匀分布，分散性要好于重质碳酸钙，使得胶料的颜色均布性，胶料的强度、韧性、抗疲劳性等综合机械性能均得到提高，胶料生产造粒过程中的摩擦系数也小，使得塑胶的造粒能力强，同时塑胶产品表面光滑，成型能力也会加强。但由于分子之间的吸附力的作用，高细度的填充料之间容易发生团聚作用，反而会降低填充料的均布性以及综合机械能；因此，若是能够综合重质碳酸钙和轻质碳酸钙颗粒的优缺点，扬长避短，将二者进行复合制成颗粒，使其既具有重质碳酸钙颗粒的低成本特性，同时其表面又被纳米的轻质碳酸钙所改性形成表面复合结构，从而具有与聚合物良好的结合性，那么其将会具有更为广阔的应用前景。

发明内容

针对现有技术的情况，本发明的目的在于提供一种表面包覆效果佳、制备可靠且操作便利的重质碳酸钙表面包覆纳米碳酸钙的方法及其设备。

为了实现上述的技术目的，本发明所采用的技术方案为：

一种重质碳酸钙表面包覆纳米碳酸钙的方法，其包括：将天然碳酸盐矿物进行破碎制得重质碳酸钙后，取部分重质碳酸钙与预设质量分数浓度的氢氧化钙浆料进行混合，然后将含二氧化碳的气体介质通入混合物料内，制得含有纳米级轻质碳酸钙和重质碳酸钙的混合浆料，再取预设体积量的混合浆料与剩余重质碳酸钙进行混合后，再次将含二氧化碳的气体介质通入混合物料内，使混合物料中的氢氧化钙与气体介质中的二氧化碳化合反应生成纳米级氢氧化钙，该纳米级轻质碳酸钙与混合浆料中的重质碳酸钙进行表面复合形成复合碳酸钙浆料，最后将剩余混合物料与复合碳酸钙浆料依序经过滤、干燥和粉碎打散制得表面包覆有纳米碳酸钙的复合碳酸钙。

作为一种可能的实施方式，进一步，本方案具体包括如下步骤：

S01、将天然碳酸盐矿物进行物理破碎，然后再对破碎产物进行粉碎分级、过筛，获得粒度小于100微米的重质碳酸钙粗料，然后将制得的重质碳酸钙粗料与水混合后，加入到研磨设备中进行研磨处理，继而对研磨产物进行干燥，制得粒度为0.1～10微米且呈粉状形态的重质碳酸钙；

S02、配制质量分数浓度为19％～21％的氢氧化钙浆料，然后将100份制得的氢氧化钙浆料加入到第一加工容器中，再以350～550转/min的搅拌速度对氢氧化钙浆料进行持续搅拌，同时，将20～30份重质碳酸钙加入到氢氧化钙浆料中，并在搅拌处理3～8min后，再将含25％～40％二氧化碳的空气通入到混合浆料的下部液位，令其进行持续鼓泡处理30～40min，使混合浆料中的氢氧化钙被碳化处理，生成纳米级轻质碳酸钙，令纳米级轻质碳酸钙与重质碳酸钙进行混合形成混合浆料，且部分纳米级轻质碳酸钙复合在重质碳酸钙表面形成表面包覆纳米碳酸钙，其中，通入空气时，保持搅拌处理，当鼓泡处理结束时，停止搅拌；