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| 各種超細碳酸鈣生產(chǎn)工藝分析對比 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2014-04-10 10:19:03 瀏覽次數： |
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（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）近年英國、西班牙、日本等國的碳酸鈣生產(chǎn)商紛紛看好我國市場(chǎng)，在廣東、江蘇、安徽、浙江等省相繼建起一些年產(chǎn)2～5萬(wàn)t超細碳酸鈣的獨資或合資企業(yè)，目前英國瓷土公司已在安徽建設了2萬(wàn)t／a的造紙用超細碳酸鈣生產(chǎn)廠(chǎng)，并準備在寧波再建1套5萬(wàn)t／a的生產(chǎn)裝置。我國碳酸鈣市場(chǎng)對國外公司的吸引力由此可見(jiàn)一斑，同時(shí)也顯示了超細碳酸鈣在我國有著(zhù)廣闊的發(fā)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(cháng)率增長(cháng)。我國塑料、油墨、特殊紙制品、轎車(chē)漆及橡膠幾個(gè)主要行業(yè)對納米碳酸鈣有較大的需求量。
根據碳化過(guò)程的不同，我國超細鈣的生產(chǎn)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(diǎn)，得到所要求的碳酸鈣產(chǎn)品。在反應過(guò)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(jiǎn)單，但生產(chǎn)不連續，自動(dòng)化程度低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩定，主要表現在產(chǎn)品晶形不易控制、粒度分布不均、不同批次產(chǎn)品的重現性差。目前國內在多數廠(chǎng)家采用此法來(lái)生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣，生產(chǎn)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(chǎn)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(lián)碳化工藝，即精制石灰乳經(jīng)第一級碳化塔進(jìn)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(jìn)入第二級碳化塔碳化制得最終產(chǎn)品。該法由于碳化過(guò)程分步進(jìn)行，采用級間進(jìn)行表面活性處理，可通過(guò)制冷來(lái)控制碳化溫度，因此對晶形的成核、生長(cháng)過(guò)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?，F在，國內有些碳酸鈣生產(chǎn)廠(chǎng)家可以根據用戶(hù)的需求，通過(guò)嚴格控制石灰乳濃度、碳化溫度、添加劑的類(lèi)型和配比等來(lái)生產(chǎn)所需晶形和粒徑的產(chǎn)品。
（3）連續噴霧碳化法
連續噴霧碳化法一般采用三級串聯(lián)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(fā)生碳化反應。反應混合液從塔底流出，進(jìn)入漿液槽，添加適當的分散劑處理后，噴霧進(jìn)入第二級碳化塔繼續碳化，然后再經(jīng)表面活性處理、噴霧進(jìn)入三級碳化塔碳化制得最終產(chǎn)品。其產(chǎn)品粒徑可達40-80nm。該法為河北科技大學(xué)專(zhuān)利，其技術(shù)理念無(wú)疑是先進(jìn)的，以液體作為分散相進(jìn)行汽液傳質(zhì)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(chǎn)超細鈣。但由于該工藝投資較高、技術(shù)較復雜、操作難度較大、更主要的問(wèn)題是噴嘴霧化問(wèn)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(xué)和北京化工大學(xué)先后在1986年和1989年研究開(kāi)發(fā)的新技術(shù)，該技術(shù)的特征是以強化氣液傳質(zhì)過(guò)程為基本出發(fā)點(diǎn)，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(jìn)行，利用填充床高速旋轉產(chǎn)生的幾十到幾百倍重力加速度，可獲得超重力場(chǎng)環(huán)境，并通過(guò)CO2和Ca(OH)2懸濁液在超重力專(zhuān)用設備中逆流接觸，使相間傳質(zhì)和微觀(guān)混合得到極大強化，為CaCO3均勻快速成核創(chuàng )造了理想環(huán)境。在超重力場(chǎng)中，各種傳遞過(guò)程得到極大強化，相界面迅速更新，體積傳質(zhì)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CO23-的濃度增加，過(guò)飽和度提高，同時(shí)添加適當的分散劑，控制晶體生長(cháng)，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(chǎn)品的重現性好，且碳化反應時(shí)間僅為傳統方法的1/4-1/10，達國際先進(jìn)水平。目前，北京化工大學(xué)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(shù)材料公司實(shí)現工業(yè)化生產(chǎn)。據報道，山西蘭花華明納米材料有限公司建成了3萬(wàn)噸／年納米級超細碳酸鈣生產(chǎn)基地，專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)橡膠用、高檔造紙及油墨用、涂料用超細碳酸鈣產(chǎn)品。
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