高纯碳酸钙的制备

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