一種純天然納米級超微鈣粉的製備工藝的製作方法

2023-06-14 09:23:09

本發明涉及鈣粉製備
技術領域：
，特別涉及一種純天然納米級超微鈣粉的製備工藝。
背景技術：
：鈣粉，特別是氫氧化鈣、碳酸鈣及氧化鈣的複合鈣粉，具有防黴、除菌、抗氧化保存、除臭、抗菌、滅菌及分解有害化學物質的功能。複合鈣粉，特別是純天然的複合鈣粉的生產方法大多是將石灰石或者貝殼等原料在含氧環境中一定的高溫長時間煅燒而成。美國專利：US7662416B2公開了一種酸性中和劑的製備工藝，該專利所述的製備工藝包括選材、清洗去除重金屬、研磨至顆粒大小為100μm-20mm、氮氣保護下高於1100℃的條件下煅燒3-18個小時、納米研磨至顆粒的粒逕到達納米級別等步驟。然而該專利的煅燒步驟需要在氮氣保護下進行，而且煅燒時間長達3-18個小時。發明專利：申請號201210183618.7公開了一種鈣粉及其製備方法。該發明所述的鈣粉的製備方法包括如下工藝步驟：1、將貝殼清洗、乾燥、粉碎；2、將所得貝殼碎末在非含氧環境下，500-600℃，燒制2-4小時；3、將前述步驟所得燒制產物在含氧環境下，600-900℃，燒制1-3小時；4、將含氧燒制所得產物研磨成粉末。該專利雖然煅燒時間縮短至幾個小時，然而其煅燒過程包括非含氧環境煅燒和含氧環境煅燒兩個步驟，操作步驟繁瑣。發明專利：申請號201410140698.7公開了一種純天然超微鈣粉的製備工藝，克服了上述兩種專利煅燒時間長，煅燒操作繁瑣的缺陷，採用程序升溫的方式對粉碎後的原料進行加熱煅燒，所述程序升溫的步驟包括：(a)初步升溫至350-1600℃，煅燒1.5-3小時，直至原料受熱形成裂紋；(b)繼續升溫至1000-2000℃，煅燒1-3.5小時，直至碳酸鈣完全分解。這種製備工藝雖然時間較短，操作相對簡單，但是煅燒溫度依舊很高，能耗大。如何設計一種製備工藝，降低天然納米級超微鈣粉的生產溫度，降低能耗，是目前需要解決的技術問題。技術實現要素：針對上述現有技術的不足，本發明提供一種純天然納米級超微鈣粉的製備工藝。本發明的技術方案是這樣的實現的：一種純天然納米級超微鈣粉的製備工藝，包括：選料、清洗、粉碎、研磨、煅燒、再次研磨、水解、超微研磨、烘乾；選料：選取含鈣量大於30％的原料，原料為海洋生物；清洗：包括水洗、超聲酸洗及高壓水洗，水洗用於除去原料表面的汙泥，超聲酸洗用於除去原料的表皮、難洗汙跡及重金屬，超聲酸洗的具體操作為：將原料在濃度0.01-0.05mol/L的稀HCl溶液中超聲酸洗30-60min，超聲頻率為20-60KHz；高壓水洗用於除去超聲酸洗的生成物；粉碎：將清洗後的原料粉碎到粒徑15-30mm；研磨：將粉碎後的原料進行研磨直至粒徑為50-100μm；煅燒：對研磨後的原料採用程序升溫的方式進行加熱煅燒，程序升溫的步驟包括：(a)以20-30℃/min的升溫速率初步升溫至500-800℃並保溫2-4h，(b)以5-10℃/min的升溫速率繼續升溫至1000-1200℃並保溫3-5h；再次研磨：將煅燒後的原料研磨到10-30μm；水解：向再次研磨後的物料中加入10-50倍重量的水進行水解，得到水磨原漿；超微研磨：將水磨原漿進行研磨直至微粒粒徑為0.1-0.8μm；烘乾：溫度280℃，時間2-5h。與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：1、煅燒溫度相對較低，能耗小，一來在煅燒前對原料進行粉碎與研磨得到粒徑50-100μm的原料，之後再進行煅燒，所需的煅燒溫度顯著下降；二來煅燒採用程序升溫，先以較高的升溫速率迅速升溫使原料結構變鬆散並在其表面出現裂紋，之後再以較低的升溫速率對其進行煅燒使其充分分解，這種程序升溫煅燒法既降低了煅燒溫度，又促使原料充分分解；三來，採用超聲酸洗使得原料表層與內部的結構發生細微變化，產生結構上的微空隙，在一定程度上降低了煅燒的溫度，改善了煅燒的效果；2、產物純度高，對原料的清洗依序採用水洗、超聲酸洗及高壓水洗，水洗用於除去原料表面的汙泥，超聲酸洗用於除去原料的表皮、難洗汙跡及重金屬，，高壓水洗用於除去超聲酸洗的生成物，這種清洗操作充分去除了原料上的雜質，提高了產物的純度；3、產物形貌規整，防黴、除菌、去除重金屬、去除農藥殘留效果好。優選的，高壓水洗步驟為：採用壓力為60-100psi，流速為3-5加侖/分的噴嘴對原料進行噴射，噴射時間為8-10min。進一步優選的，原料為硨磲貝、珍珠、牡蠣貝、海螺中的一種或多種。進一步優選的，原料為硨磲貝時，煅燒中程序升溫的步驟包括：(a)以20-30℃/min的升溫速率初步升溫至500℃並保溫2h，(b)以5-10℃/min的升溫速率繼續升溫至1000℃並保溫3h。進一步優選的，原料為珍珠時，煅燒中程序升溫的步驟包括：(a)以20-30℃/min的升溫速率初步升溫至600℃並保溫3h，(b)以5-10℃/min的升溫速率繼續升溫至1100℃並保溫3h。更為優選的，原料為牡蠣貝時，煅燒中程序升溫的步驟包括：(a)以20-30℃/min的升溫速率初步升溫至700℃並保溫3h，(b)以5-10℃/min的升溫速率繼續升溫至1100℃並保溫5h。最為優選的，原料為海螺時，煅燒中程序升溫的步驟包括：(a)以20-30℃/min的升溫速率初步升溫至800℃並保溫4h，(b)以5-10℃/min的升溫速率繼續升溫至1200℃並保溫5h。與現有技術相比，本發明生產納米級超微鈣粉時所需要的煅燒溫度較低，降低了煅燒的能耗，節省了能源，還提高了納米級超微鈣粉的純度。附圖說明為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明的實施例1的SEM圖；圖2為本發明的實施例2的SEM圖；圖3為本發明的實施例3的SEM圖；圖4為本發明的實施例4的SEM圖；圖5為本發明的實施例5的SEM圖。具體實施方式下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。實施例1一種純天然納米級超微鈣粉的製備工藝，包括：選料、清洗、粉碎、研磨、煅燒、再次研磨、水解、超微研磨、烘乾；選料：以硨磲貝為原料；清洗：包括水洗、超聲酸洗及高壓水洗，水洗除去原料表面的汙泥，超聲酸洗除去原料的表皮、難洗汙跡及重金屬，超聲酸洗的具體操作為：將硨磲貝在濃度0.01mol/L的稀HCl溶液中超聲酸洗30min，超聲頻率為20KHz；高壓水洗除去超聲酸洗的生成物，採用壓力為60psi，流速為4加侖/分的噴嘴對原料進行噴射，噴射時間為8min；粉碎：將清洗後的原料粉碎到粒徑15-30mm；研磨：將粉碎後的原料進行研磨直至粒徑為50-100μm；煅燒：對研磨後的原料採用程序升溫的方式進行加熱煅燒，程序升溫的步驟包括：(a)以25℃/min的升溫速率初步升溫至500℃並保溫2h，(b)以10℃/min的升溫速率繼續升溫至1000℃並保溫3h；再次研磨：將煅燒後的原料研磨到10-30μm；水解：向再次研磨後的物料中加入10倍重量的水進行水解，得到水磨原漿；超微研磨：將水磨原漿進行研磨直至微粒粒徑為0.1-0.8μm；烘乾：溫度280℃，時間2h。經檢測：本實施例得到的樣品中氧化鈣96％碳酸鈣3％其它物質1％。實施例2一種純天然納米級超微鈣粉的製備工藝，包括：選料、清洗、粉碎、研磨、煅燒、再次研磨、水解、超微研磨、烘乾；選料：以珍珠為原料；清洗：包括水洗、超聲酸洗及高壓水洗，水洗除去原料表面的汙泥，超聲酸洗除去原料的表皮、難洗汙跡及重金屬，超聲酸洗的具體操作為：將硨磲貝在濃度0.02mol/L的稀HCl溶液中超聲酸洗40min，超聲頻率為30KHz；高壓水洗除去超聲酸洗的生成物，採用壓力為70psi，流速為5加侖/分的噴嘴對原料進行噴射，噴射時間為10min；粉碎：將清洗後的原料粉碎到粒徑15-30mm；研磨：將粉碎後的原料進行研磨直至粒徑為50-100μm；煅燒：對研磨後的原料採用程序升溫的方式進行加熱煅燒，程序升溫的步驟包括：(a)以20℃/min的升溫速率初步升溫至600℃並保溫3h，(b)以8℃/min的升溫速率繼續升溫至1100℃並保溫3h；再次研磨：將煅燒後的原料研磨到10-30μm；水解：向再次研磨後的物料中加入20倍重量的水進行水解，得到水磨原漿；超微研磨：將水磨原漿進行研磨直至微粒粒徑為0.1-0.8μm；烘乾：溫度280℃，時間3h。經檢測：本實施例得到的樣品中氧化鈣95％碳酸鈣4.2％其它物質0.8％。實施例3一種純天然納米級超微鈣粉的製備工藝，包括：選料、清洗、粉碎、研磨、煅燒、再次研磨、水解、超微研磨、烘乾；選料：以牡蠣貝為原料；清洗：包括水洗、超聲酸洗及高壓水洗，水洗除去原料表面的汙泥，超聲酸洗除去原料的表皮、難洗汙跡及重金屬，超聲酸洗的具體操作為：將硨磲貝在濃度0.03mol/L的稀HCl溶液中超聲酸洗50min，超聲頻率為40KHz；高壓水洗除去超聲酸洗的生成物，採用壓力為80psi，流速為3加侖/分的噴嘴對原料進行噴射，噴射時間為10min；粉碎：將清洗後的原料粉碎到粒徑15-30mm；研磨：將粉碎後的原料進行研磨直至粒徑為50-100μm；煅燒：對研磨後的原料採用程序升溫的方式進行加熱煅燒，程序升溫的步驟包括：(a)以25℃/min的升溫速率初步升溫至700℃並保溫3h，(b)以5℃/min的升溫速率繼續升溫至1100℃並保溫5h；再次研磨：將煅燒後的原料研磨到10-30μm；水解：向再次研磨後的物料中加入30倍重量的水進行水解，得到水磨原漿；超微研磨：將水磨原漿進行研磨直至微粒粒徑為0.1-0.8μm；烘乾：溫度280℃，時間4h。經檢測：本實施例得到的樣品中氧化鈣95％碳酸鈣3.5％其它物質1.5％。實施例4一種純天然納米級超微鈣粉的製備工藝，包括：選料、清洗、粉碎、研磨、煅燒、再次研磨、水解、超微研磨、烘乾；選料：以海螺為原料；清洗：包括水洗、超聲酸洗及高壓水洗，水洗除去原料表面的汙泥，超聲酸洗除去原料的表皮、難洗汙跡及重金屬，超聲酸洗的具體操作為：將硨磲貝在濃度0.05mol/L的稀HCl溶液中超聲酸洗60min，超聲頻率為60KHz；高壓水洗除去超聲酸洗的生成物，採用壓力為100psi，流速為5加侖/分的噴嘴對原料進行噴射，噴射時間為9min；粉碎：將清洗後的原料粉碎到粒徑15-30mm；研磨：將粉碎後的原料進行研磨直至粒徑為50-100μm；煅燒：對研磨後的原料採用程序升溫的方式進行加熱煅燒，程序升溫的步驟包括：(a)以25℃/min的升溫速率初步升溫至800℃並保溫4h，(b)以10℃/min的升溫速率繼續升溫至1200℃並保溫5h；再次研磨：將煅燒後的原料研磨到10-30μm；水解：向再次研磨後的物料中加入50倍重量的水進行水解，得到水磨原漿；超微研磨：將水磨原漿進行研磨直至微粒粒徑為0.1-0.8μm；烘乾：溫度280℃，時間5h。經檢測：本實施例得到的樣品中氧化鈣95％碳酸鈣4％其它物質1％。實施例5一種純天然納米級超微鈣粉的製備工藝，包括：選料、清洗、粉碎、研磨、煅燒、再次研磨、水解、超微研磨、烘乾；選料：以重量比1∶1的海螺和牡蠣貝為原料；清洗：包括水洗、超聲酸洗及高壓水洗，水洗除去原料表面的汙泥，超聲酸洗除去原料的表皮、難洗汙跡及重金屬，超聲酸洗的具體操作為：將硨磲貝在濃度0.04mol/L的稀HCl溶液中超聲酸洗60min，超聲頻率為50KHz；高壓水洗除去超聲酸洗的生成物，採用壓力為60psi，流速為5加侖/分的噴嘴對原料進行噴射，噴射時間為10min；粉碎：將清洗後的原料粉碎到粒徑15-30mm；研磨：將粉碎後的原料進行研磨直至粒徑為50-100μm；煅燒：對研磨後的原料採用程序升溫的方式進行加熱煅燒，程序升溫的步驟包括：(a)以30℃/min的升溫速率初步升溫至800℃並保溫4h，(b)以5℃/min的升溫速率繼續升溫至1200℃並保溫5h；再次研磨：將煅燒後的原料研磨到10-30μm；水解：向再次研磨後的物料中加入40倍重量的水進行水解，得到水磨原漿；超微研磨：將水磨原漿進行研磨直至微粒粒徑為0.1-0.8μm；烘乾：溫度280℃，時間5h。經檢測：本實施例得到的樣品中氧化鈣96％碳酸鈣3％其它物質1％。實施效果一、除菌實驗準備7份培養基，1份為對照組，6份為本發明的實施例1-5產品及對比樣品的實驗組。將本發明的實施例1-5及對比樣品(對比樣品為申請號201410140698.7、名稱一種純天然超微鈣粉的製備工藝的實施例1的產品)分別配置為質量分數0.5％的鈣粉懸濁液，並各自噴在培養基上，檢測結果見下表：本發明製備的純天然納米級超微鈣粉具有更迅速的滅菌效果，且作用時間短，持續效果好。二、重金屬汞去除實驗(1)檢測對象：汞；(2)實驗過程：準備6份鈣粉，1份為對比樣品(申請號201410140698.7、名稱一種純天然超微鈣粉的製備工藝的實施例1的產品)，其餘5份為本發明實施例1-5的產品。分別配製6份500ml、100μg/L的汞溶液，向上述汞溶液中分別添加0.25克的6種鈣粉，振蕩5-10分鐘靜置，檢測比較去除率，結果見下表。鈣粉樣品起始汞濃度結束汞濃度去除率實施例1100μg/L1288實施例2100μg/L991實施例3100μg/L1585實施例4100μg/L892實施例5100μg/L694對比樣品100μg/L16μg/L84空白組100μg/L100μg/L0可見，本發明製備的純天然納米級超微鈣粉具有比申請號201410140698.7更好的去除重金屬汞的作用。三、農藥殘留去除實驗檢測對象為甲胺磷與DDT的混合溶液10ml，混合溶液中甲胺磷的濃度為0.5PPM，DDT的濃度為1PPM；準備6份鈣粉，1份為對比樣品(申請號201410140698.7、名稱一種純天然超微鈣粉的製備工藝的實施例1的產品)，其餘5份為本發明實施例1-5的產品。準備7份檢測對象，1份檢測對象為空白組，向其餘6份檢測對象中分別添加0.25克的6種鈣粉，振蕩5分鐘後靜置，檢測比較去除率，結果見上表：本發明製備的純天然納米級超微鈣粉具有比申請號201410140698.7具有更好的去除農藥殘留的作用。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp