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超細碳酸鈣生產方法簡述

放大字體  縮小字體 發布日期:2019-06-23  來源:中國選礦技術網  瀏覽次數:51
核心提示:近年英國、西班牙、日本等國的碳酸鈣生產商紛紛看好我國市場,在廣東、江蘇、安徽、浙江等省相繼建起一些年產2~5萬t超細碳酸鈣的獨資或合資企業,目前英國瓷土公司已在安徽建設了2萬t/a的造紙用超細碳酸鈣生產廠,并準備在寧波再建1套5萬t/a的生產裝置。我國碳酸鈣市場對國外公司的吸引力由此可見一斑,同時也顯示了超細碳酸鈣在我國有著廣闊的發展前景。
超細碳酸鈣生產方法簡述


       近年英國、西班牙、日本等國的碳酸鈣生產商紛紛看好我國市場,在廣東、江蘇、安徽、浙江等省相繼建起一些年產2~5萬t超細碳酸鈣的獨資或合資企業,目前英國瓷土公司已在安徽建設了2萬t/a的造紙用超細碳酸鈣生產廠,并準備在寧波再建1套5萬t/a的生產裝置。我國碳酸鈣市場對國外公司的吸引力由此可見一斑,同時也顯示了超細碳酸鈣在我國有著廣闊的發展前景。我國對納米級超細活性碳酸鈣的需求量預計每年以15%的增長率增長。我國塑料、油墨、特殊紙制品、轎車漆及橡膠幾個主要行業對納米碳酸鈣有較大的需求量,到2005年預計將增加到8萬t以上。
      根據碳化過程的不同,我國超細鈣的生產方法大體可分為間歇鼓泡碳化法、連續鼓泡碳化法、連續噴霧碳化法、超重力反應結晶法4種。

(1)間歇鼓泡碳化法


        根據碳化塔中是否有攪拌裝置,該法又可分為普通間歇鼓泡碳化法和攪拌式間歇鼓泡碳化法。該法是在錐底圓柱體碳化塔中加入精制氫氧化鈣懸濁液和適當的添加劑,然后從塔底通入二氧化碳碳化之終點,得到所要求的碳酸鈣產品。在反應過程中需要嚴格控制反應條件,如碳化溫度、二氧化碳流量、石灰乳濃度及攪拌速度,并加入適當的添加劑。該法投資少、操作簡單,但生產不連續,自動化程度低,產品質量不穩定,主要表現在產品晶形不易控制、粒度分布不均、不同批次產品的重現性差。目前國內在多數廠家采用此法來生產輕質碳酸鈣,生產超細碳酸鈣必須嚴格控制反應工藝參數,才能提高不同批次產品的穩定性。

(2)連續鼓泡碳化法

        連續鼓泡碳化法一般采用兩級或三級串聯碳化工藝,即精制石灰乳經第一級碳化塔進行部分碳化或得到反應混合液,在漿液槽中加入適當的添加劑后進入第二級碳化塔碳化制得最終產品。該法由于碳化過程分步進行,采用級間進行表面活性處理,可通過制冷來控制碳化溫度,因此對晶形的成核、生長過程和表面處理分段控制,從而可得到較好的晶形、較小的粒徑和粒徑分布。現在,國內有些碳酸鈣生產廠家可以根據用戶的需求,通過嚴格控制石灰乳濃度、碳化溫度、添加劑的類型和配比等來生產所需晶形和粒徑的產品。

(3)連續噴霧碳化法

        連續噴霧碳化法一般采用三級串聯碳化工藝。精制石灰乳從第一級碳化塔頂部噴霧成0.01-0.1mm的液滴加入,二氧化碳從塔底通入,二者逆流接觸發生碳化反應。反應混合液從塔底流出,進入漿液槽,添加適當的分散劑處理后,噴霧進入第二級碳化塔繼續碳化,然后再經表面活性處理、噴霧進入三級碳化塔碳化制得最終產品。其產品粒徑可達40-80nm。該法為河北科技大學專利,其技術理念無疑是先進的,以液體作為分散相進行汽液傳質反應,大大增加了汽液接觸面積,在反應初期易形成大量的晶核,可在較高溫度下生產超細鈣。但由于該工藝投資較高、技術較復雜、操作難度較大、更主要的問題是噴嘴霧化問題難以解決,因為要想提高噴嘴霧化效果,就必須縮小噴嘴孔徑,而縮小噴嘴孔徑則容易造成堵塞。

(4)超重力反應結晶法

        超重力反應結晶法是湘潭大學和北京化工大學先后在1986年和1989年研究開發的新技術,該技術的特征是以強化氣液傳質過程為基本出發點,其核心在于碳化反應是在超重力離心反應器(旋轉螺旋或填充床反應器)中進行,利用填充床高速旋轉產生的幾十到幾百倍重力加速度,可獲得超重力場環境,并通過CO2和Ca(OH)2懸濁液在超重力專用設備中逆流接觸,使相間傳質和微觀混合得到極大強化,為CaCO3均勻快速成核創造了理想環境。在超重力場中,各種傳遞過程得到極大強化,相界面迅速更新,體積傳質系數可提高到常重力填充床的10-1000倍,從而可大大提高Ca(OH)2溶解和CO2吸收速率,使體系中Ca2+和CO32-的濃度增加,過飽和度提高,同時添加適當的分散劑,控制晶體生長,最終得到平均粒徑達15-30nm的納米級碳酸鈣。該法粒徑分布均勻,不同批次產品的重現性好,且碳化反應時間僅為傳統方法的1/4-1/10,達國際先進水平。目前,北京化工大學將該工藝3000t/年的納米級碳酸鈣在廣東廣平化工有限公司、內蒙古蒙西高新技術材料公司實現工業化生產。據報道,山西蘭花華明納米材料有限公司建成了3萬噸/年納米級超細碳酸鈣生產基地,專門生產橡膠用、高檔造紙及油墨用、涂料用超細碳酸鈣產品。



來源:中國選礦技術網
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