一種製備超細輕質碳酸鈣的方法
2023-09-13 19:16:00 3
專利名稱：一種製備超細輕質碳酸鈣的方法
技術領域：
本發明涉及一種超細輕質碳酸鈣製備方法。
背景技術：
輕質碳酸鈣作為無機填料現已廣泛應用於橡膠、塑料、造紙、塗料、油墨等工業產品中。目前，輕質碳酸鈣國內生產企業約300餘家，年產輕質碳酸鈣130萬噸以上。
超細輕質碳酸鈣是80年代後期發展起來的一種新型超細固體材料，目前，超細輕質碳酸鈣工業化生產方法主要有二種，一種是以熟石灰漿和CO2氣體加添加劑進行碳化反應所製備；另一種則以水溶性鈣鹽和碳酸鹽在適宜的條件下進行複分解反應所製備。以上兩種製備方法存在著用水量大、成本高等主要問題。
發明內容
本發明以熟石灰粉為原料，加入碳酸氫銨，通過沉澱轉化反應製備碳酸鈣，Ca(OH)2(s)+NH4HCO3(s)＝CaCO3(s)+NH3(g)+2H2O(l)所生成的氨氣引入吸收池中生成氨水，用於吸收煅燒石灰所產生的CO2氣體又沉澱出碳酸氫銨固體。
熟石灰與碳酸氫銨水溶液反應一般生成大顆粒碳酸鈣粉體，經濟價值不大。本發明採用少量水及研磨的方式，並以失水山梨醇脂肪酸酯作為分散劑，所生成的碳酸鈣顆粒細小，熟石灰在分散劑存在時與過量碳酸氫銨固體通過研磨方式生成超細碳酸鈣粒子。
根據上述反應機理，本發明採取如下技術方案以含水量5-35％的熟石灰為原料，加入適量分散劑失水山梨醇脂肪酸酯，再加入熟石灰的物質的量1.05-1.50倍碳酸氫銨固體攪拌均勻，室溫5-35℃在密閉容器中研磨10-40分鐘，再加入碳酸鈣表面活化劑鋁酸酯偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑，升溫至110℃繼續研磨20-40分鐘，冷卻後得到活化處理過的超細輕質碳酸鈣，產品粒徑0.01-0.10微米。
上述反應進行時，密閉容器中通入空氣將反應逸出的氨氣、二氧化碳和水蒸氣吹出並用管道引入吸收池中。吸收池用於吸收氨氣和煅燒石灰所產生的二氧化碳氣體重新生成碳酸氫銨沉澱。
所添加的分散劑為失水山梨醇脂肪酸酯，可以使用失水山梨醇酐單月桂酸酯(Span-20)、失水山梨醇酐單棕櫚酸酯(Span-40)、失水山梨醇酐單硬脂酸酯(Span-60)和失水山梨醇酐單油酸酯(Span-80)中的任一種，添加量為熟石灰固體質量的0.2-5.0％。
本發明是將正在廣泛使用的二氧化碳通入熟石灰漿直接製備超細碳酸鈣的碳化法轉化為間接碳化法，即熟石灰在分散劑存在時與碳酸氫銨固體通過研磨方式生成超細碳酸鈣，反應逸出的氨氣在吸收池中與二氧化碳反應重新生成碳酸氫銨沉澱。與現行的碳化法比較，本發明具有以下優點1、生產工藝基本不需要用水，因而也沒有工業汙水排放，節水和環保效果明顯。
2、生產設備簡單，大大節省了投資成本。
3、省略了過濾步驟，乾燥與活化同步進行，而且乾燥所蒸發的水量減少了30％以上，大大降低了生產成本。
4、煅燒石灰所產生的二氧化碳氣體以碳酸氫銨形式儲存，既經濟又方便。
具體實施例方式實例1含水量5％熟石灰200g，加入失水山梨醇酐單棕櫚酸酯(Span-40)9.5g，再加入碳酸氫銨固體300g攪拌均勻，室溫33℃在密閉容器中研磨40分鐘，再加入鋁酸酯偶聯劑5g，升溫至110℃繼續研磨40分鐘，冷卻後得到活化處理過的超細輕質碳酸鈣，產品粒徑0.03微米。
實例2含水量35％熟石灰粉200g，加入失水山梨醇酐單油酸酯(Span-80)0.4g，再加入碳酸氫銨固體150g攪拌均勻，室溫16℃在密閉容器中研磨10分鐘，再加入鈦酸酯偶聯劑2g，升溫至110℃繼續研磨30分鐘，冷卻後得到活化處理過的超細輕質碳酸鈣，產品粒徑0.06微米。
實例3含水量15％熟石灰粉200g，加入失水山梨醇酐單月桂酸酯(Span-20)1.7g，再加入碳酸氫銨固體220g攪拌均勻，室溫5℃在密閉容器中研磨20分鐘，再加入鈦酸酯偶聯劑3g，升溫至110℃繼續研磨20分鐘，冷卻後得到活化處理過的超細輕質碳酸鈣，產品粒徑0.05微米。
權利要求
1.一種製備超細輕質碳酸鈣的方法，其特徵在於該方法按如下步驟進行以含水量5-35％的熟石灰為原料，加入適量分散劑失水山梨醇脂肪酸酯，再加入熟石灰物質的量1.05-1.50倍碳酸氫銨固體攪拌均勻，室溫5-35℃在密閉容器中研磨10-40分鐘，再加入碳酸鈣表面活化劑鋁酸酯偶聯劑或鈦酸酯偶聯劑，升溫至110℃繼續研磨20-40分鐘，冷卻後得到活化處理過的超細輕質碳酸鈣，產品粒徑0.01-0.10微米，在上述反應進行的同時，密閉容器中通入空氣將反應逸出的氨氣、二氧化碳和水蒸氣吹出並用管道引入吸收池中。
2.根據權利書要求1所述的製備方法，其特徵在於所添加的分散劑失水山梨醇脂肪酸酯是失水山梨醇酐單月桂酸酯(Span-20)或失水山梨醇酐單棕櫚酸酯(Span-40)或失水山梨醇酐單硬脂酸酯(Span-60)和失水山梨醇酐單油酸酯(Span-80)，添加量為熟石灰固體質量的0.2-5.0％。
全文摘要
本發明提供一種以熟石灰為原料製備超細輕質碳酸鈣的方法。該方法的具體步驟為在含水量5－35％的熟石灰中加入適量分散劑失水山梨醇脂肪酸酯和過量碳酸氫銨固體研磨，通過沉澱轉化反應生成粒徑0.01－0.10微米的超細碳酸鈣粒子，再加入碳酸鈣表面活化劑在110℃繼續研磨，冷卻後得到活化處理過的超細輕質碳酸鈣粉體。反應中逸出的氨氣在吸收池中與二氧化碳氣體重新生成碳酸氫銨沉澱。本發明生產工藝基本不需要用水，節水和環保效果明顯；生產設備簡單，節省了投資成本；工藝中省略了過濾步驟，乾燥蒸發的水量減少了30％以上，生產成本較低廉。
文檔編號C01B31/24GK101033075SQ20071002144
公開日2007年9月12日 申請日期2007年4月13日 優先權日2007年4月13日
發明者朱偉長 申請人:安徽工業大學