超细碳酸钙生产的研究进展

《超细碳酸钙生产的研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、超细碳酸钙生产的研究进展摘要：纳米碳酸钙广泛应用于工业制造中，如何采用廉价方法得到纳米级或超细碳酸钙是目前重要的研究课题。从目前制备超细碳酸钙的几种原料如氧化钙、氯化钙等入手介绍其制备方法，本文对这几种方法进行了总结及分析。关键词：纳米碳酸钙.制备.碳化.氢氧化钙纳米级超细碳酸钙是20世纪80年代发展起来的一种新型超细固体材料。由于纳米级碳酸钙粒子的超细化，其晶体结构和表面电子结构发生变化，产生了普通碳酸钙所不具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子效应，在磁性、催化剂、光热阻和熔点等方面与常规材料相比显示出优越的性能。将其

2、填充在橡胶、塑料中能使制品表面光艳，伸长度好，抗张力高，抗撕力强，耐弯曲，抗龟裂性能好，是优良的白色补强材料。在高级油墨、涂料中具有良好的光泽、透明、稳定、快干等特性[1]。在橡胶制品行业，经过表面改性处理后的纳米碳酸钙与橡胶有很好的相容性，因而使用在橡胶中呈现出空间立体结构，从根本上改观橡胶制品的性能。在天然胶和合成橡胶的使用中，可使制品延伸性、抗张强度、撕裂强度等有本质性的提高，填充量较普通轻钙提高50%以上，提高了该类产品的市场竞争力。涂料中使用纳米碳酸钙，能使涂层具有细腻、均匀、快干、光学性能好等优点。可大量取代价格昂贵的钛白

3、粉，同时降低基料粘合剂的用量，成本大幅度下降，经济效益显著。纳米碳酸钙已被很多涂料制造企业成功用于开发高级纳米涂料，以提高产品的技术含量[2]。在塑料工业，由于活性纳米碳酸钙具有光泽度高、磨损率低、表面亲油疏水等特性，可填充在PVC、PP、PF、PE等聚合物中。塑料专用活性纳米碳酸钙的表面处理剂主要有脂肪酸、偶联剂等，与有机物的相容性极好，填充在塑料基材中具有降低成本，提高制品刚度、耐热性和尺寸稳定性的优点。实践证明，在PVC管材、板材的混料中加入纳米碳酸钙产品，在成本不变的情况下，产品抗冲击强度提高一倍以上，拉伸强度提高明显，制品外

4、观及加工性能得到了良好的改善。由于纳米CaC03晶体结构和粒子表面电子结构均发生变化，产生量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应，使其在磁性、催化性、光热阻及熔点等方面同普通CaC039材料相比显示出极其优越的性能，因而应用领域十分广泛，主要用于橡胶、塑料、造纸、涂料、印刷油墨、日用化工等工业的生产中[3]。制备超细碳酸钙的原理反应式都为：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O1研磨法制备纳米碳酸钙物理法制备纳米碳酸钙是指在没有经过任何化学反应而得到纳米碳酸钙的方法[2]。一般利用碳酸钙含量高的石灰石、白垩石、大理

5、石经机械粉碎得到的超细碳酸钙，但欲得到纳米级的碳酸钙仍有很大困难。采用日本细川粉体工学研究所的纳米工业制造系统可以得到平均粒径为0.5-0.7μm的微细CaC03。哈尔滨康特超细粉体工程有限公司已研制出最细可达d97≤0.5μm的WXQF型超细气流分级机。2间歇碳化法制备纳米碳酸钙华东理工大学技术化学物理研究所是国内最早研制纳米碳酸钙的的单位之一，其研制的纳米碳酸钙中试制备技术（100吨/年）在1993年12月通过了由上海市科委组织的技术成果鉴定［沪科鉴（94）1841175］，鉴定专家给予了高度评价，一致认为该项目在基础研究、工程研

6、究与反应器开发、产品性能指标等方面均达到国际先进水平[4]。采用该技术建设的上海卓越纳米新材料股份有限公司、陕西兰花公司已经建成投产，江西英岗岭矿物局采用本技术建设的5000吨/年纳米碳酸钙项目正在建设之中。3提纯氯化钙法提纯氯化钙法是将原料经干燥、固液分离后盐酸化使原料转化为盐酸盐再经一系列转化后生成纳米碳酸钙的途径。3.1废渣提纯由于电石渣中含有较多的碳渣、泥土、铁等杂质，在此过程中加以去除可得到白度和纯度很高的纳米碳酸钙。去一定量的电石渣放入烧杯加入适量盐酸酸化，加入盐酸的量以氢氧化钙的量确定，这样可去除不溶于酸的杂质如硅氧化物

7、、碳渣等。往滤液中加入双氧水加热使Fe2+等离子以氢氧化物的形式沉淀出来，从而使带颜色的离子沉淀，可提高碳酸钙的白度。经过滤，达到了精制CaCl2的目的。93.2纳米碳酸钙的制备保持反应釜一定温度，将精制后的氯化钙加入添加剂混合均匀后添加碳酸铵溶液，完成后过滤，提纯样品即得碳酸钙产品。4超重力结晶法制备纳米碳酸钙北京化工大学超重力研究中心研制开发的具有国际领先水平的超重力法合成纳米碳酸钙工艺，成功地制备出粒径为15～30nm的纳米级碳酸钙，并为合成纳米颗粒而设计了具有独特新型结构的超重力场反应装置[5][9]。用Ca(OH)2悬浊液和

8、CO2气体在超重力反应器旋转填充床反应器中进行碳化反应制备立方形纳米CaC03。超重力结晶法从根本上强化反应器内的传递过程和微观混合过程，并将CaC03成核过程与生长过程分别在两个反应器中进行，即将反应成核区置于高度强化