[发明专利]一种对置式偶数喷嘴复合碳化生产纳米碳酸钙的装置及方法

权利要求书

1.一种对置式偶数喷嘴复合碳化生产纳米碳酸钙的装置，其特征在于，包括预碳化釜本体；

其中，所述预碳化釜本体的顶端设有清洗喷嘴，所述预碳化釜的底端设有晶种出口；

所述预碳化釜内部设有碳化剂喷嘴和钙源喷嘴，且所述碳化剂喷嘴和钙源喷嘴以预碳化釜本体内部的中心呈中心对称。

2.根据权利要求1所述一种对置式偶数喷嘴复合碳化生产纳米碳酸钙的装置，其特征在于，所述清洗喷嘴设有若干个。

3.根据权利要求1所述一种对置式偶数喷嘴复合碳化生产纳米碳酸钙的装置，其特征在于，所述碳化剂喷嘴设有若干个，所述钙源喷嘴设有若干个；所述碳化剂喷嘴和钙源喷嘴的数量相同。

4.一种对置式偶数喷嘴复合碳化生产纳米碳酸钙的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将干法电石渣或经压滤后的湿法电石渣为钙源加入至含浸取剂的密封浸取槽中，浸取剂中铵离子物质的量为氢氧化钙物质的量的105-110％，在电动搅拌条件下，进行浸取反应，过滤后得到澄清透明、无固体杂质的钙源溶液；

(2)将可溶性碳酸盐溶于水配置成碳化剂；

(3)计算钙源溶液中钙离子的量，碳化剂中碳酸根物质的量与钙离子物质的量相等；然后采用权利要求1-3任一项所述装置将钙源溶液经过钙源喷嘴、碳化剂经过碳化剂喷嘴喷入预碳化釜本体内部，钙源溶液和碳化剂经过对喷撞击瞬间完成预碳化反应，形成碳酸钙晶种浆液；

(4)预碳化反应完成后立刻将碳酸钙晶种浆液放出，然后开启预碳化釜顶部的清洗喷嘴，喷入清水进行洗涤，清洗液并入晶种浆液之中；

(5)采用三级连续鼓泡碳化釜：

1)将碳酸钙晶种浆液投入至第一级碳化釜，再次加入钙源溶液，通入二氧化碳并开启第一级碳化釜内的搅拌装置，同时开通钙离子浓度和pH值检测仪表，第一级碳化釜内钙离子浓度降低至其进口浓度三分之一以下时，将第一级碳化浆液放出并送入第一级浆液槽中；

2)将第一级浆液槽中碳化浆液送入至第二级碳化釜中，同时第一级碳化釜顶部出来的二氧化碳送入第二级碳化釜底部再次进行碳化反应，第二级碳化釜中钙离子浓度应降低到其进口浓度三分之一以下时，将第二级碳化釜出来的浆液放出暂存于第二级浆液槽中；

3)将第二级浆液槽中的浆液转入第三级碳化釜，同时第二级碳化釜顶部出来的二氧化碳送入第三级碳化釜底部再次进行碳化反应，反应之前投入氨水以确保钙离子能够反应完全，直至钙离子浓度降低到0.0001mol/L以下，得到纳米碳酸钙浆液；

(6)将步骤(5)所得的纳米碳酸钙浆液经增浓、活化、过滤、干燥、磨粉，得到改性的纳米碳酸钙。

5.根据权利要求4所述一种对置式偶数喷嘴复合碳化生产纳米碳酸钙的方法，其特征在于，步骤(1)中所述浸取剂为氯化铵溶液或硝酸铵溶液。

6.根据权利要求4所述一种对置式偶数喷嘴复合碳化生产纳米碳酸钙的方法，其特征在于，步骤(2)中所述可溶性碳酸盐为碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种或多种混合。

7.根据权利要求4所述一种对置式偶数喷嘴复合碳化生产纳米碳酸钙的方法，其特征在于，步骤(5)中加入的钙源溶液物质的量为步骤(3)中预碳化钙源溶液的1.5-21倍。

8.根据权利要求4所述一种对置式偶数喷嘴复合碳化生产纳米碳酸钙的方法，其特征在于，步骤(5)中所述二氧化碳体积浓度为30-99％。

9.根据权利要求4所述一种对置式偶数喷嘴复合碳化生产纳米碳酸钙的方法，其特征在于，步骤(5)中所述三级连续鼓泡碳化釜的耐压力为3kg/cm²。