背景及概述[1]
碳酸钙是一种最广泛的无机化合物,也是重要的无机化工基本原料之一,具有价格低廉、原料丰富、无毒、生产工艺简单、性能稳定等特点,在橡胶、塑料加工中加入适量的碳酸钙,可以提高制品的刚性、耐磨性、硬度、耐热性、尺寸稳定等性能。近些年来随着科技的迅猛发展,各行业对碳酸钙要求越来越向着高纯度、高产出率的方向发展,因此如何制备高纯度、高产出率的高纯碳酸钙,成为迫在眉睫的问题。
制备[1-2]
报道一、
一种硫酸盐竹木混合制浆绿液精制碳酸钙的方法包括以下步骤:
(1)绿液除硅:将1L绿液,加入20mL质量分数为10%的硫酸铝,搅拌,使绿液中硅酸盐转化为铝硅酸盐沉淀;
(2)绿液絮凝:在绿液中加入4g经破碎后的生石灰,搅拌,加入10mg阴离子聚丙烯酰胺,继续搅拌,搅拌速度先快后慢,静置20min;
(3)绿液净化:将絮凝后的绿液添加10%的三乙醇胺20mL,轻轻搅拌,再加入10%乙二胺四乙酸二钠5mL,搅拌,静置10min;
(4)绿液过滤:将絮凝及净化的绿液过滤,得到澄清绿液;
(5)绿液提浓:经处理后的绿液主要成分:15.19g的NaOH、14.26g的Na2S、91.76g的Na2CO3,总碱含量为120.21g(均以Na2O计),将绿液加热浓缩至绿液总碱含量为132.8g(均以Na2O计),浓缩后绿液主要成分为16.3g的NaOH、15.8g的Na2S和100.7g的Na2CO3;
(6)生石灰品质筛选:经筛选的生石灰有效氧化钙为88.7%,白度为76.6%,氧化镁为1.2%,氧化铁为0.11%;
(7)生石灰破碎:将筛选出的生石灰经破碎机破碎成≤10cm的小颗粒生石灰;
(8)生石灰消化:用90℃以上热水对生石灰进行消化;
(9)石灰乳配制:将消化后的石灰乳过200目筛网,除去粗渣及杂质,再将石灰乳放入离心机进行离心排渣,进一步除去细小杂质,得到高质量的石灰乳液,调节石灰乳浓度,检测氢氧化钙为16.17%;
(10)石灰乳净化:称取步骤(9)得到的石灰乳390g,加入5mL质量分数为10%的三乙醇胺,搅拌,再加入2mL质量分数为10%的乙二胺四乙酸二钠;
(11)绿液苛化:开启搅拌器,对石灰乳进行搅拌,转速控制在300r/min,水浴保温为90℃,取净化处理后的0.5L绿液加入石灰乳中,流量控制在20mL/min,苛化反应2小时;
(12)固液分离:将白液与白泥分离,分析白液主要成份为79.1g的NaOH、13.1g的Na2S、9.9g的Na2CO3,总碱含量为102.1g(均以Na2O计),为制浆蒸煮达标白液;
(13)白泥洗涤:将白泥用水洗涤,把白泥中残碱洗出;
(14)白泥稳定处理:将白泥加水,配制约30%的混浊液,加入30mL质量分数为10%碳酸钠,60℃下保温搅拌10min;
(15)白泥氧化增白:加入0.5mL质量分数为27.5%的双氧水;
(16)白泥的PH调整:用磷酸调整白泥PH至9.5;
(17)白泥碳酸钙定向研磨:将白泥碳酸钙浓度配制成72%的溶液,加入0.3%分散剂(分散剂用量为碳酸钙绝干量的0.3%),搅拌,经5台研磨机串联,得到研磨高纯碳酸钙。
高纯碳酸钙指标:白度94.2%,碳酸钙含量97.8%,沉降体积:2.8mL/g。
报道二、
一种高纯碳酸钙的制备工艺,以高活性氧化钙和高纯度二氧化碳为原料,以碳化塔为反应设备,进行反应制得;
其制备工艺包括以下步骤:
(1)将氧化钙与水按质量百分比1:3比例混合消化,过筛,得石灰乳;
(2)将石灰乳置于浆池中,并在浆池中静置36小时,经静置的石灰乳进行二次旋液分离后进入调浆池,调节所述石灰乳的浓度到15波美度,加入晶型控制剂,得初始浆料;
(3)经测定的初始浆料进入计量槽计量;
(4)将所述初始浆料泵入碳化碳中,并根据初始浆料的浓度通过所述高纯度二氧化碳,进行碳化反应;
(5)在5-15分钟的碳化初期,二氧化碳进入量为30-80立方米/分钟,然后为10-60立方米/分钟,碳化至80-90%,转为5-40立方米/分钟,待浆料的pH值到6.7-7.0时,终止碳化;
(6)将得到终反应浆料过滤,洗涤,干燥,即得高纯碳酸钙。
其中,步骤(1)将氧化钙与水按质量百分比1:3比例混合消化的具体工艺为:将生石灰置于浆式消化机的加料平台处;给水加热至温度为50℃;开启浆式消化机;将温水加到浆式消化机,进行消化反应,即可。
其中,所述氧化钙与水是按质量百分比1:4比例混合进行消化反应。
其中,步骤(2)所述晶形控制剂的添加量是石灰乳中氢氧化钙干基质量的0.4-0.8%。
其中,所述晶形控制剂为质量比为1:1的氯化钡和苹果酸的混合物。
其中,步骤(4)所述碳化反应温度为22℃。
其中,步骤(6)所述干燥采用微波辐射干燥,其过程为:将洗涤后的碳酸钙置于微波辐射反应炉内,以50mL/min的速度通入氮气,对碳酸钙进行微波辐射干燥处理;所述微波辐射干燥处理的条件为:微波辐射频率为2450MHz,微波辐射单位功率为0.10-1.00w/g,微波辐射时间为30min,微波辐射温度为50℃。
参考文献
[1][中国发明,中国发明授权]CN201810870248.1一种利用绿液苛化精制高纯碳酸钙的方法
[2][中国发明]CN201810459389.4一种高纯碳酸钙的制备工艺