各种碳酸钙生产工艺与晶型控制深入探讨.doc

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1、各种碳酸钙生产工艺与晶型控制深入探讨各种碳酸钙生产丁艺与晶型控制深入探讨碳酸钙作为一种非常重要的无机化工填料广泛应用于橡胶、赠料、造纸、涂料、油墨、医药、食品、饲料、化妆品等的生产、加工和应用屮。其主要作用是增加产品体积，降低生产成木，改善产品的加T性能等。纳米级超细碳酸钙是20世纪80年代发展起来的一种新型的超细固体材料。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能达到的量子效应、小尺寸效应和表血效应，它的一些物理化学性质也发生了变化。在作无机填料方血更显出了它的优越性能，将其填充在橡胶、煩料屮能使制品的表血光艳、伸长度好

2、、抗张力、抗撕力强，耐弯曲、抗龟裂性好，是优良的补强材料，用在纸张和高级涂料屮具有良好的光泽、高门度等特点,是优良的颜料和遮盖剂。纳米碳酸钙具有以下特点：①粒子细，平均粒径为40nm,是普通轻质碳酸钙粒径的数十分之一；②比表曲积人，比普通轻质碳酸钙人近8倍；③粒子晶型为立方体状，部分连结成链状，与纺锤状的轻质碳酸钙和无规则状的重质碳酸钙不同；④纳米碳酸钙经过表血活化处理后，活化率较高，具有不同的功能和用途；⑤门度较高，适宜作浅色制品。碳酸钙工业作为非金属矿工业的一个分支，在我国发展迅猛，已成为非金属矿工业的重要产业。根据加工方法的不同，碳酸钙通常分为“轻质碳酸钙”和

3、“重质碳酸钙”两种。据统计轻质碳酸钙年产量2003年全国总产量约为350Jj吨；2004年约400力吨；2006年约为500万吨，其中干法活性钙35万吨，湿法活性钙25万吨,超细钙12万吨,纳米钙25力吨。重质碳酸钙年产量为2003年全国总产址约为350力吨，2004年约400〜450力吨,2005年约550〜650万吨。2.碳酸钙的生产工艺轻质碳酸钙的生产按照碳化丁艺分，IJ前T业化的主要有间歇鼓泡碳化工艺，多级鼓泡碳化工艺，连续喷雾碳化丁艺，超重力碳化丁艺四种。2.1间歇鼓泡碳化法利川塔内有效液面高度形成的静压，使压缩后的C02气体由塔底部经过气体分布器后进入碳

4、化塔，与悬浮液充分混合，由于气液密度差异使气泡自行由塔底上升至塔顶排出，CO2在上升过程屮与悬浮液接触溶解并完成碳化吸收反应。该过程屮气泡越小，分散越好，碳化速度也就越快，C02吸收效率也就越高，由于气泡在上升过程小所受的压力逐渐减小，气泡逐渐膨胀，静压差越人（即塔内有效液面越高），气泡的体积变化也就越人，较人的气泡减小了气液接触面积，从而降低了碳化反应的速度和C02的吸收效率。鼓泡碳化反丿应器有三种形式：以罗茨鼓风机为打气装置的罐式碳化反M器；以压缩机为打气装置的碳化塔；带强制搅拌的碳化塔。以罗茨鼓风机为打气装置的罐式碳化反应器，由于罗茨鼓风机可提供的气体压力较小

5、，但打气量比较人，不能支持较高的悬浮液液面高度，因此，这种反应器设计成直径较人、高度较小的矮、粗、胖的罐式碳化反应器。由于液位较低，气体在碳化罐内的上升距离也就小，气液接触时间较短，C02的吸收效率较低，使得碳化时间加长。以压缩机为打气装置的碳化反应器为细高形的碳化塔。因为压缩机提供的压缩气体压力较高，打气量相对较小，能支持较高的液位而不能支持较人直径的碳化塔。故此设计成细高形的。这种碳化塔气液接触时间较长，C02吸收比较充分，效率较高。带搅拌鼓泡碳化塔主要靠搅拌器的叶片以及反应器内的多孔气体分呢器对C02气体进行分散剪切。气体在反应体系内分布均匀，并且气泡较小，利

6、于吸收，故反应速度较快，由于受设备制造的限制，一般塔的高度较低，为达到一•定的生产能力，必需将肓径加人。一般的带强制搅拌碳化塔的玄径比罐式碳化反应器小，高度比它高。肓径和高度都介于罐式碳化反应器和细高形碳化塔之间。此种碳化所用的打气装置一般为压缩机。从能耗方血讲，使用罗茨鼓风机的能耗要比压缩机的单位时间的能耗至少低1/3,但是如果是相同的气体浓度，压缩机支持的碳化塔C02吸收效率高，在一定程度上能缩短碳化时间。选用那种设备应该综合考虑各种因素，以降低能耗，提高产品质量为原则，择优选用。间歇碳化丁艺，由于采川间歇反应，势必造成物料之间的差异，对产品的质量稳定造成影响。

7、主要表现为，产品晶型不易控制，粒度分布不均匀，不同批次的产品重现性差等，但该工艺投资少、操作简单在整个碳酸钙行业还存在明显的优势。2.2多级鼓泡碳化工艺多级鼓泡碳化法如图1所示，气液逆流操作，一般采用两级或三级串联碳化工艺，即精制石灰乳经第一级碳化塔进行部分碳化或得到反应混合液，在浆液槽屮加入适当的添加剂后进入第二级碳化塔碳化制得最终产品。该法由于碳化过程分步进行，对晶型的成核、生长过程和表血处理可以分段控制，从而可得到较小的粒径、较好的晶型和粒径分布。现在，国内有些碳酸钙生产厂家可以根据用户的需求，通过严格控制石灰乳浓度、碳化温度、添加剂的类型和配比等来生产所