輕質(zhì)碳酸鈣形貌對產(chǎn)品性質(zhì)有著(zhù)重要影響。不同的應用行業(yè)對碳酸鈣形貌有不同的需求(表1),添加晶形控制劑是控制碳酸鈣形貌、滿(mǎn)足不同行業(yè)對碳酸鈣工業(yè)需求的主要方法之一。
表1 不同行業(yè)應用碳酸鈣的要求
不同晶形、粒度的碳酸鈣制備技術(shù)的研究已成為許多國家競相開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。自二十世紀初期,日本人白石恒二發(fā)明了以石灰乳和二氧化碳為原料制備輕質(zhì)碳酸鈣的碳化方法以來(lái),至今己經(jīng)研制出具有不同晶形、不同粒度及不同表面改性的碳酸鈣產(chǎn)品50余種之多。
現有控制碳酸鈣形貌的方法有模板法和添加晶形控制劑的方法。本文主要介紹的是晶形控制劑的方法。
輕質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)過(guò)程
碳酸鈣的制備方法分為物理法粉碎研磨制備重質(zhì)碳酸鈣和化學(xué)法制備輕質(zhì)碳酸鈣,而碳化法是目前國內外工業(yè)生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣普遍采用的方法。
圖1 一般輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)工藝過(guò)程
一般輕質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)工藝過(guò)程(圖1):將石灰石原料煅燒,得到氧化鈣和窯氣二氧化碳;消化氧化鈣,并將生成的懸浮的氫氧化鈣在高剪切力作用下粉碎,多級旋液分離,除去顆粒及雜質(zhì),得到一定濃度的精制氫氧化鈣懸浮液。通入二氧化碳氣體,加入適當的晶形控制劑控制晶形,碳化至終點(diǎn),得到要求晶形的碳酸鈣漿液;對該漿液進(jìn)行脫水、干燥和表面處理,得到所要求的輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品。

圖2 輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)流程圖
晶形控制劑對碳酸鈣形貌的影響
碳化法通過(guò)控制添加晶形控制劑及碳化反應工藝條件來(lái)控制碳酸鈣產(chǎn)物的形貌,制得各種不同晶形的產(chǎn)品,如紡錘形、立方形、鏈狀、球狀、片狀、針狀等。另外,晶形控制劑加入的時(shí)間對晶體生長(cháng)也產(chǎn)生一定的影響。
表2 晶形控制劑對碳酸鈣形狀和粒徑的影響
碳化反應是一個(gè)比較復雜的系統,碳化體系的溫度、反應物濃度、通氣速率、攪拌速率、晶形控制劑的種類(lèi)和用量以及反應器的不同都會(huì )對碳酸鈣的粒徑和形貌產(chǎn)生影響。在生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中,也要適當的控制生產(chǎn)工藝條件,制備出理想形態(tài)的碳酸鈣產(chǎn)品。
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