專利名稱：一種粒度可控的碳酸鈣制備方法
技術領域：
本發明涉及一種鈣的碳酸鹽，更具體的說是涉及一種粒度可控的碳酸鈣的制備方法。
背景技術：
碳酸鈣廣泛應用于塑料、造紙、涂料、油墨、日·化等行業。針對不同的應用體系，要求的碳酸鈣顆粒形貌也有不同。如對于噴墨打印機，使用球形顆粒與立方形顆粒的碳酸鈣填料，有利于圖案清晰、噴墨均勻；對于涂布紙，使用片狀顆粒能提高涂布效率并降低涂布劑用量。在碳酸鈣的應用過程中，也不是顆粒越小效果越好，一味的追求納米顆粒并不能獲得理想的使用效果。目前碳酸鈣生產工藝多數是采用將CO2通入Ca (OH) 2懸浮液的CO2碳化方法，此過程繁瑣、能量消耗大，尤其不能適應都市型工業園區對于節能降耗、保護環境的要求。通過液-液反應生產顆粒可控的碳酸鈣相比CO2碳化法生產碳酸鈣，在簡化流程、節約能耗等方面更具有競爭力，但是相關的制備報道很少。中國發明專利(專利號ZL 200310122980.4)“一種油墨用納米級碳酸鈣顆粒的制造方法”公開了一種油墨用納米級碳酸鈣顆粒的制造方法。在反應起始階段加入晶核促進劑，在碳化率達到80%以上時加入分散劑，得到立方形納米級碳酸鈣，但其反應體系為石灰水碳化法，石灰乳的制備浪費大量能量，而且由于其溶解度小故只能獲得不均勻的懸浮體系，在生成碳酸鈣的過程中會使碳酸鈣在氫氧化鈣顆粒表面覆蓋，影響氫氧化鈣的進一步碳化，同時難以控制碳酸鈣顆粒大小一致。中國發明專利(專利號ZL 01126404.7) “高檔膠印油墨用納米透明碳酸鈣的制備方法”通過控制Ca(OH)2懸浮液的溫度、控制CO2氣體流量來控制碳酸鈣晶核的成核速率，并加入晶形控制劑來控制各晶面的生長速率，從而達到形貌可控；繼續加入分散劑、表面處理劑調節粒子表面電荷和進行顆粒表面包覆處理，獲得了粒徑在15 40nm的高檔膠印油墨填料。但其獲得的顆粒粒度分布不均，在油墨使用過程中難以體現穩定的使用效果。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種節能、清潔、粒度可控的碳酸鈣的制備方法。本發明的技術方案
一種粒度可控的碳酸鈣制備方法，具體包括如下步驟
(I)、分別配制CaClyK溶液及可溶性碳酸鹽水溶液，控制CaClyK溶液中[Ca2+]離子濃度與可溶性碳酸鹽水溶液中[CO廣]離子濃度的比值為I :1，優選控制CaClyK溶液中[Ca2+]離子濃度為O. 2m0l/L 5m0l/L，可溶性碳酸鹽水溶液中[CO廣]離子濃度為O. 2^5mol/L ；所述的可溶性碳酸鹽水溶液優選為碳酸鈉水溶液；
為了確保在加入結晶控制劑時對反應原料的溶解情況無影響，優選向可溶性碳酸鹽水溶液中加入結晶控制劑酸，所述酸是(TO. 005mol/L的H2SO4 ；為了確保在加入結晶控制劑時對反應原料的溶解情況無影響，優選向CaCl2水溶液中加入結晶控制劑無機金屬離子，所述無機金屬離子來源于0 0. lmol/L的MgCl2 ；
(2)、將步驟(I)所得的CaCl2水溶液與可溶性碳酸鹽水溶液進行傾倒混合發生生成碳酸隹丐的反應，反應后得到反應液；
反應初期可能會有凝膠出現，凝膠過程是對粒徑控制有益的，可以根據實際需要控制凝膠保留時間；
在傾倒混合后即刻進行強烈攪拌，攪拌速度為30(T600rpm，時間為f30min，此過程的目的是破壞凝膠體系，使體系恢復成流動狀，攪拌時間也是調節粒徑的有效辦法；
上述的傾倒混合發生生成碳酸鈣的反應溫度為O 50°C ；所述的傾倒混合，即將兩股液體物料以等當量的形式將物料同時快速投入反應器，同時配合強烈攪拌，使反應器中的反應物料具有基本相同的反應時間，從而有效控制碳酸鈣顆粒大小；
(3)、將步驟(2)所得的反應液過濾，所得的濾餅干燥、碾磨即得CaC03。上述的一種粒度可控的碳酸鈣制備方法，步驟(3)過濾后所得的濾液即氯化物母液用于溶解原料CaCl2與可溶性碳酸鹽，循環利用并最終在結晶器中生產氯化物晶體。本發明的有益效果
本發明的一種粒度可控的碳酸鈣制備方法，將兩股液體物料進行傾倒混合反應，極大地強化傳熱、傳質過程，簡化裝置、節省動力，通過控制傾倒混合反應的時間，可以有效控制碳酸鈣顆粒大小。進一步，本發明的一種粒度可控的碳酸鈣制備方法，以金屬離子或酸根離子作為結晶控制劑，它是通過占據碳酸鈣顆粒表面的有效活性部位從而抑制碳酸鈣在這些部位的進一步長大，最終起到控制結晶形貌的作用，與現有技術(專利號ZL 200310122980. 4、專利號ZL 01126404. 7)相比，本發明對結晶控制劑的選擇更加簡單靈活，甚至可以根據碳酸鈣形貌要求，選擇確切的結晶控制劑以控制碳酸鈣顆粒形貌，選用H2SO4為結晶控制劑，所得的碳酸鈣為球形，選用MgCl2為結晶控制劑，所得的碳酸鈣為片狀，不使用結晶控制劑，可制得立方體碳酸鈣。進一步，本發明的一種粒度可控的碳酸鈣制備方法，制備過程中可以將氯化物母液循環使用，用于溶解原料CaCl2及可溶性碳酸鹽，因此本發明是一種零排放、對環境無污染的清潔生產工藝。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發明進一步闡述，但并不限制本發明。本發明各實施例中傾倒加料法所用的各種原料或試劑的規格及生產廠家的信息如下表
權利要求
1.一種粒度可控的碳酸鈣制備方法，其特征在于具體包括如下步驟 (1)、分別配制CaClyK溶液及可溶性碳酸鹽水溶液，控制CaClyK溶液中[Ca2+]離子濃度與可溶性碳酸鹽水溶液中[CO廣]離子濃度的比值為1:1; (2)、將步驟(I)中所得的CaCl2水溶液與可溶性碳酸鹽水溶液進行傾倒混合發生生成碳酸鈣的反應，控制反應溫度O 50°C，時間f 30min，得到反應液； (3)、將步驟(2)所得的反應液過濾，所得的濾餅經干燥、碾磨得到產物CaC03。
2.如權利要求I所述的一種粒度可控的碳酸鈣制備方法，其特征在于步驟(I)中所述的CaCl2A溶液中[Ca2+]離子濃度為O. 2m0l/L 5m0l/L，可溶性碳酸鹽水溶液中[CO廣]離子濃度為O. 2 5mol/L。
3.如權利要求2所述的一種粒度可控的碳酸鈣制備方法，其特征在于步驟(I)中所述的可溶性碳酸鹽為碳酸鈉。
4.如權利要求1、2或3所述的一種粒度可控的碳酸鈣制備方法，其特征在于步驟(I)中向可溶性碳酸鹽水溶液中加入結晶控制劑酸。
5.如權利要求4所述的一種粒度可控的碳酸鈣制備方法，其特征在于所述結晶控制劑酸是(TO. 005mol/L 的 H2S04。
6.如權利要求1、2或3所述的一種粒度可控的碳酸鈣制備方法，其特征在于步驟(I)中向氯化鈣水溶液中加入結晶控制劑無機金屬離子。
7.如權利要求6所述的一種粒度可控的碳酸鈣制備方法，其特征在于所述結晶控制劑無機金屬離子來源于0 0· lmol/L的MgCl2。
8.如權利要求1、2或3所述的一種粒度可控的碳酸鈣制備方法，其特征在于步驟(3)反應液過濾后所得的濾液即氯化物母液循環用于溶解原料CaCl2與可溶性碳酸鹽，循環利用并最終在結晶器中生產氯化物晶體。
全文摘要
本發明公開了一種粒度可控的碳酸鈣的制備方法，即首先分別配制CaCl2水溶液及可溶性碳酸鹽水溶液，然后將上述CaCl2水溶液與可溶性碳酸鹽水溶液進行傾倒混合發生生成碳酸鈣的反應，最后過濾反應液，氯化物母液循環使用，濾餅經干燥、碾磨得到粒度可控的CaCO3，且制備過程中以金屬離子或酸根離子作為結晶控制劑加入到相應的原料水溶液中以控制碳酸鈣顆粒形貌。本發明的一種粒度可控的碳酸鈣的制備方法，所得的氯化物母液可循環使用，用于溶解原料CaCl2及可溶性碳酸鹽，因此本發明是一種零排放、對環境無污染的清潔生產工藝。
文檔編號C01F11/18GK102910662SQ20121041096
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月25日 優先權日2012年10月25日
發明者郁平 申請人:上海應用技術學院