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| 超細(xì)碳酸鈣生產(chǎn)新工藝 |
| 來(lái)源：中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2015-03-04 10:41:54 瀏覽次數(shù)： |
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（中國(guó)粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）碳酸鈣是一種重要的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品，也是用量最大，使用范圍最廣的無(wú)機(jī)填充劑。由于原料普遍、價(jià)格低廉、無(wú)毒無(wú)味，被廣泛應(yīng)用于橡膠、建材、塑料、涂料、造紙、飼料、油漆、醫(yī)藥、食品、牙膏、化妝品、油墨等的生產(chǎn)中，起到節(jié)約母料、增容補(bǔ)強(qiáng)、降低成本的作用。近年來(lái)，由于碳酸鈣產(chǎn)品粒子的超細(xì)化、晶體形狀的多樣化以及表面改性化的發(fā)展，提高了超細(xì)碳酸鈣產(chǎn)品的應(yīng)用價(jià)值，拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域。
超細(xì)碳酸鈣是一種用途廣泛、潛力巨大、具有較高開(kāi)發(fā)價(jià)值的新型納米固體材料，它所具有的特殊的量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)，使其與常規(guī)粉體材料相比在補(bǔ)強(qiáng)性、透明性、分散性、觸變性和流平性等方面都顯示出明顯的優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)在，超細(xì)碳酸鈣正朝著專(zhuān)用化、精細(xì)化、功能化方向發(fā)展，具有很廣闊的發(fā)展前景。
本文在對(duì)制備超細(xì)碳酸鈣生產(chǎn)方法總結(jié)的基礎(chǔ)上，提出了一種新的生產(chǎn)工藝方法。結(jié)合銨堿法純堿生產(chǎn)的實(shí)際情況，以鹽水精制產(chǎn)生的二次鹽泥為原料，經(jīng)過(guò)稠厚增濃、脫水、干燥制備超細(xì)碳酸鈣。該方法不僅具有一定的理論價(jià)值，而且對(duì)廢棄物的綜合利用和環(huán)境的保護(hù)具有重要的意義。
１碳酸鈣的分類(lèi)
1.1 按生產(chǎn)方法分類(lèi)
根據(jù)碳酸鈣生產(chǎn)方法的不同，可以將碳酸鈣分為輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣和活性碳酸鈣。輕質(zhì)碳酸鈣又稱(chēng)沉淀碳酸鈣，是將石灰石等原料進(jìn)行煅燒生成CaO和CO2,CaO與H2O進(jìn)行消化反應(yīng)生成Ca(OH)2，然后再通入CO2與Ca(OH)2進(jìn)行，碳化反應(yīng)生成CaCO3沉淀，最后經(jīng)脫水、干燥和粉碎制得輕質(zhì)碳酸鈣。
重質(zhì)碳酸鈣簡(jiǎn)稱(chēng)重鈣，是以方解石、石灰石、白奎、貝殼等為原料，通過(guò)機(jī)械粉碎的方法制備重質(zhì)碳酸鈣。由于重質(zhì)碳酸鈣的沉淀體積比輕質(zhì)碳酸鈣的沉淀體積小，所以稱(chēng)之為重質(zhì)碳酸鈣?；钚蕴妓徕}又稱(chēng)改性碳酸鈣、表面處理碳酸鈣或白艷華，簡(jiǎn)稱(chēng)活鈣，是用表面改性劑對(duì)輕質(zhì)碳酸鈣或重質(zhì)碳酸鈣進(jìn)行表面改性而制得。由于經(jīng)表面改性劑改性后的碳酸鈣一般都具有補(bǔ)強(qiáng)作用。
1.2 按粒徑大小分類(lèi)
碳酸鈣產(chǎn)品是一種粉體，根據(jù)碳酸鈣粉體平均粒徑（ｄ）的大小，可將碳酸鈣分為５個(gè)粒度等級(jí)：微粒碳酸鈣(d>5μm)、微粉碳酸鈣(1μm）
1.3 按結(jié)晶形狀分類(lèi)
碳酸鈣制備方法不同，結(jié)晶條件不同，原始碳酸鈣會(huì)形成不同的形狀。按結(jié)晶形狀可分為：紡錘形碳酸鈣、立方形碳酸鈣、針形碳酸鈣、鏈形碳酸鈣、球形碳酸鈣、四角柱碳酸鈣、片狀碳酸鈣和無(wú)定型碳酸鈣。
2 超細(xì)碳酸鈣的生產(chǎn)方法
超細(xì)碳酸鈣的生產(chǎn)方法有機(jī)械粉碎法、碳化法、復(fù)分解法等，下面做詳細(xì)的介紹。
2.1 機(jī)械粉碎法
對(duì)碳酸鈣含量較高的天然方解石、白堊石等礦石，進(jìn)行機(jī)械物理粉碎制備重質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)超細(xì)工業(yè)制造系統(tǒng)的加工，可以得到粒徑小于1μm的微細(xì)碳酸鈣。
2.2 碳化法
碳化法是將質(zhì)量較好的石灰石煅燒，生成氧化鈣和二氧化碳?xì)怏w，然后氧化鈣與水進(jìn)行消化反應(yīng)生成氫氧化鈣漿液，再通入二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行碳化反應(yīng)，在反應(yīng)過(guò)程中控制合適的漿液濃度、反應(yīng)溫度、添加劑用量及加入時(shí)間等工藝條件即可合成合格超細(xì)碳酸鈣產(chǎn)品。在碳化過(guò)程中，使用不同濃度的水楊酸或乙酸等添加劑作為晶形控制劑，可以制備不同形狀和大小的超細(xì)碳酸鈣顆粒。根據(jù)實(shí)際操作過(guò)程的不同，可分為間歇鼓泡碳化法、連續(xù)噴霧碳化法、連續(xù)鼓泡碳化法以及超重力碳化法。
2.3 復(fù)分解法
利用水溶性鈣鹽（如CaCl2溶液）和水溶性碳酸鹽（如(NH4)2CO3溶液）在合適的反應(yīng)條件下發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)合成超細(xì)碳酸鈣。在復(fù)分解反應(yīng)過(guò)程中，使用木糖醇、己二酸、苯酚等添加劑作為晶形控制劑，可以制備出粒徑分布均勻，比表面積大、層狀立方形的碳酸鈣。
3 開(kāi)發(fā)聯(lián)產(chǎn)超細(xì)碳酸鈣的新工藝
3.1 提出背景
某公司２０１２年濃海水綜合利用項(xiàng)目建成投產(chǎn)，利用濃海水進(jìn)行化鹽，一方面回收了海水中的鹽分，降低了純堿生產(chǎn)鹽耗，另一方面解決了排放濃海水對(duì)海洋污染問(wèn)題，但是因濃海水中含有較高的鈣、鎂離子雜質(zhì)，在鹽水精制過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量鹽泥。針對(duì)此問(wèn)題，通過(guò)采用兩步精制鹽水法，將氫氧化鎂及碳酸鈣沉淀物分開(kāi)，一次精制產(chǎn)生濁度較低的含有鈣離子的鹽水進(jìn)入二次精制，向一次精鹽水中加入純堿，在二次精制過(guò)程中產(chǎn)生二次鹽泥，其主要成分為碳酸鈣，可以繼續(xù)深加工，獲得碳酸鈣產(chǎn)品———超細(xì)碳酸鈣，不但減少了鹽泥排放對(duì)環(huán)境的影響，同時(shí)，增加一種新產(chǎn)品，為企業(yè)增加效益。
3.2 工藝流程
以二次鹽泥為原料，經(jīng)過(guò)斜板澄清桶稠厚、洗氯后，送至離心機(jī)脫水，脫水后的二次鹽泥送入干燥爐烘干，干燥爐出料經(jīng)磨粉機(jī)粉碎、篩選制成合格的超細(xì)碳酸鈣，然后成品超細(xì)碳酸鈣進(jìn)行包裝。
 3.3 斜板澄清桶稠厚增濃
斜板澄清桶是由嵌裝于筒體內(nèi)部的十二組與水平傾斜成一定夾角，板間保持一定距離，平行排列的不銹鋼薄板組構(gòu)成，該斜板組形成固液分離的澄清區(qū)。洗滌后的二次鹽泥進(jìn)入斜板澄清桶，經(jīng)澄清區(qū)固液分離后，清液從澄清桶上部溢流到淡鹽水桶進(jìn)行回收利用，二次鹽泥得到稠厚增濃，從澄清桶的底部排出，二次鹽泥的沉淀率控制在90%以上。斜板澄清桶上部可以加入井水，降低二次鹽泥的鹽分，保證產(chǎn)品鹽分在0.4%以下。
3.4 離心機(jī)脫水
采用GKH系列臥式虹吸刮刀卸料離心機(jī)對(duì)二次鹽泥進(jìn)行脫水處理。該離心機(jī)是一種連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、間歇卸料的虹吸過(guò)濾式離心機(jī)，過(guò)濾推動(dòng)力除離心力外，還有類(lèi)似于真空的虹吸抽力。經(jīng)稠厚的二次鹽泥首先通過(guò)輔進(jìn)料管線(xiàn)進(jìn)入離心機(jī)，使物料均勻分布在濾布表面，然后主進(jìn)料管線(xiàn)開(kāi)始進(jìn)料。截留在濾布的濾餅經(jīng)一定時(shí)間甩干后，用刮刀刮下，經(jīng)螺旋卸料機(jī)送至皮帶上。經(jīng)脫水后的濾餅水分在12%以下。
3.5 物料干燥及粉碎
經(jīng)脫水處理的物料進(jìn)入干燥爐，用0.65MPa蒸汽進(jìn)行間接加熱。干燥的物料通過(guò)刮板輸送到磨粉機(jī)，物料被磨輥沖擊、滾輾、研磨，由引風(fēng)機(jī)的抽吸物料進(jìn)入選粉機(jī)，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪對(duì)其進(jìn)行篩選，不合格的物料回落重磨，合格的物料隨氣流進(jìn)入旋風(fēng)集粉器，由底部的卸料閥排出即為成品。
4 結(jié) 語(yǔ)
本文介紹了利用氨堿法生產(chǎn)純堿的廢棄物二次鹽泥為原料制備超細(xì)碳酸鈣的生產(chǎn)工藝。從生產(chǎn)成本、能耗、環(huán)保等方面考慮，采用石灰—純堿兩步法鹽水精制工藝，以鹽水中的鎂、鈣離子通過(guò)與石灰乳及純堿溶液直接反應(yīng)制得碳酸鈣，碳酸鈣中的鈣離子大部分是鎂離子通過(guò)與石灰乳反應(yīng)轉(zhuǎn)換而來(lái)，鈣離子純凈，不含其它雜質(zhì)，產(chǎn)品雜質(zhì)含量極低。所有的生產(chǎn)過(guò)程全部為離子間的化學(xué)反應(yīng)，物料經(jīng)過(guò)設(shè)備少，工藝流程簡(jiǎn)單，因此，設(shè)備或管線(xiàn)中帶入鐵離子的機(jī)會(huì)要比其它生產(chǎn)方法少，產(chǎn)品中鐵含量較低，白度高。該工藝資源利用率高，同時(shí)有利于環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展。
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