日本的納米碳酸鈣工業(yè)很發(fā)達，主要的生產(chǎn)廠(chǎng)家有：白石工業(yè)株式會(huì )社、丸尾鈣業(yè)、竹原化學(xué)等。其中白石工業(yè)株式會(huì )社是最早生產(chǎn)納米碳酸鈣的企業(yè)，有一百多年歷史，1909年日本白石恒二發(fā)明用石灰乳與二氧化碳反應生成沉淀碳酸鈣的制造方法，1925年日本白石恒二發(fā)明了用硬脂酸處理的納米碳酸鈣，取名為“白艷華”。白石工業(yè)在日本有不二、富士川、白艷華和土佐四個(gè)工廠(chǎng)，在奧地利有一個(gè)合資工廠(chǎng)，總生產(chǎn)能力25萬(wàn)噸，其生產(chǎn)的碳酸鈣廣泛應用于造紙、密封劑、粘合劑、橡膠、印刷油墨、涂料、食品添加劑等行業(yè)。
　　
　　下面，以日本白石工業(yè)株式會(huì )社為例，對日本納米碳酸鈣的生產(chǎn)工藝與設備進(jìn)行介紹：
 

　　
　　日本廠(chǎng)家的納米碳酸鈣的生產(chǎn)工藝與國內廠(chǎng)家大體相同，但是日本廠(chǎng)家更注重生產(chǎn)過(guò)程的控制。
　　
　　1、原料
　　
　　石灰石是合成納米碳酸鈣的原料，白石公司的石灰石主要取自九州，精選雜質(zhì)少，高純度的灰白色石灰石。
 

　　
　　日本廠(chǎng)家的原料中各項指標的含量范圍明確，原料指標精準可控，相比之下我國很多廠(chǎng)家對原材料控制不嚴，指標含量模糊，雜質(zhì)含量高，易造成產(chǎn)品質(zhì)量不穩定。
　　
　　2、煅燒
 

　　
　　日本白石的煅燒采用機械化的立窯，與我國大多數工廠(chǎng)設備相同。石灰石和燃料按一定的比例進(jìn)行煅燒，煅燒區溫度為1000±100℃，原料進(jìn)入立窯后從進(jìn)料到出石灰，約需要60小時(shí)。燃料為焦炭，我國通常采用為無(wú)煙煤，焦碳相比無(wú)煙煤雖然價(jià)格較高，但其固定碳含量高、發(fā)熱量高、揮發(fā)分和硫分低，煅燒出來(lái)的石灰含硫量低、白度好、活性高，對后工序生產(chǎn)納米碳酸鈣提供了更有利的條件。
　　
　　3、消化精制
　　
　　日本白石的消化工藝，采用具有3個(gè)攪拌漿的消化池，比國內的消化池要大，出渣采用螺旋出渣機將渣旋出，消化溫度控制在≥90℃。
　　
　　我國則一般采用回轉式消化機、籠式消化機等，消化效果相差不大。消化后的粗漿經(jīng)過(guò)二級旋液分離器和二級振動(dòng)篩除去雜質(zhì)，然后陳化24小時(shí)，得到精漿備用，工藝與國內基本相同。
　　
　　4、碳化
　　日本白石的碳化工藝分為間歇鼓泡攪拌碳化和連續噴霧碳化。
 

 

　?。?）間歇鼓泡攪拌碳化
　　日本的間歇鼓泡攪拌碳化塔碳化反應器直徑2.3米，體積25m3，攪拌機轉速129r/min，功率為22kW，攪拌槳為二層式四葉槳式攪拌，采用變頻調節轉速。生漿質(zhì)量濃度為6.5%±0.5%，起始碳化溫度為18±1℃，反應時(shí)間為60-90min，當pH值降至9.0-10.0時(shí)，停止碳化，反應終點(diǎn)濃度為8.7%±0.5%，打入大的碳化罐（碳化罐直徑4.0米，體積為100m3）進(jìn)行保溫熟化，熟化一定的時(shí)間后，根據納米碳酸鈣的BET比表面積、空氣透過(guò)比表面積、熟漿粘度等指標確定熟化終點(diǎn)，各項指標合格后繼續通入CO2，調節至pH≤7，二次碳化反應時(shí)間一般為50-70min。
　　與國內廠(chǎng)家不同的是日本廠(chǎng)家采用二次碳化，第一次碳化不到終點(diǎn)，經(jīng)過(guò)熟化后再重新碳化到終點(diǎn)，通過(guò)熟化增加納米碳酸鈣的分散穩定性，使粒子更規整；國內現在的工藝大多數還是一次碳化成熟，沒(méi)有經(jīng)過(guò)熟化的過(guò)程，所以納米碳酸鈣顆粒的規整性不好。
　?。?）連續噴霧碳化
　　日本廠(chǎng)家的連續噴霧碳化塔包含A塔（高15米，直徑2.1米）和B塔（高18米，直徑2.6米），二個(gè)塔循環(huán)碳化。底部通入CO2，漿液用泵從塔底通過(guò)管道從頂部噴入，下落入塔底，不斷循環(huán)，直到中和至pH≤7停止。噴霧碳化主要的技術(shù)是氣量與噴霧漿液的大小的配合，適合生產(chǎn)規整、分散性好的立方體納米碳酸鈣，粒徑在20-200nm范圍內可以調節。
　　目前中國還沒(méi)有這種碳化方式，一般只能生產(chǎn)大小在40-90nm的立方體納米碳酸鈣，無(wú)法生產(chǎn)粒徑為100nm以上的規整立方體。我國納米碳酸鈣廠(chǎng)生產(chǎn)的100nm以上的納米碳酸鈣，通常就是細粒徑的納米碳酸鈣與大粒徑的輕鈣或重鈣混合，晶形不完整，粒徑分布寬。
　　通過(guò)以上二種碳化方式的組合，可以制備無(wú)定形、立方體、柱形、紡錘形、片狀、球形、針狀等50多種不同晶形和大小的碳酸鈣，粒徑在20-5000nm可調。而我國只能生產(chǎn)立方體和紡錘形二種晶形的碳酸鈣，且生產(chǎn)的立方體納米碳酸鈣晶形不規整、分散性差，導致產(chǎn)品　　穩定性不好，應用效果差。
　　
　　5、活化處理
　　
　　活化罐體積為30m3，功率為22kW，內部采用螺旋槳攪拌，轉速為100r/min?；罨幚砼浞街饕兄舅?、樹(shù)脂酸、季胺鹽、木質(zhì)素、硅烷偶聯(lián)劑、分散劑、丙烯酸、馬來(lái)酸、硅酸鈉、磷酸等藥劑的組合，藥劑制備溫度為80-90℃，活化漿的溫度控制為60-80℃，攪拌1小時(shí)。公司強調對客戶(hù)的適用性，根據產(chǎn)品要求不同采用不同的活化配方，以達到特定的性能。
　　而我國納米碳酸鈣的活化配方比較單一，改性產(chǎn)品的針對性不強，不能很好地適應不同客戶(hù)的需要，應用效果相對較差。
　　
　　6、壓濾脫水
　　
　　采用日本新日鐵公司生產(chǎn)臥式壓濾機對活化漿液進(jìn)行脫水，與國內相差不大。
　　
　　7、干燥
　　
　　干燥機采用多層網(wǎng)箱式干燥機，采用熱風(fēng)爐供熱，這種干燥方式干燥出來(lái)的產(chǎn)品較好。我國也有廠(chǎng)家采用這種干燥方式。
　　
　　8、粉碎
　　
　　粉碎機采用有動(dòng)靜齒的棒銷(xiāo)磨，轉速一般控制在2500r/min。粉碎機帶外選粉分級機，1#粉碎機中的外選粉分級機選出細度不合格的粉體，通過(guò)2#粉碎機再粉碎和分級一次。國內廠(chǎng)家通常采用一臺粉碎機，選出的粗粉，再回到同一臺機粉碎，易出現粗粒子。
　　
　　9、包裝
　　
　　包裝前采用大的料倉除去粉體中的氣體。自動(dòng)包裝機為螺旋式包裝機，采用三層牛皮紙的閥口袋包裝。國內包裝通常采用編織閥口袋，氣體含量高，容易漏粉，造成環(huán)境污染。
　　
　　資料來(lái)源：《劉亞雄.日本納米碳酸鈣生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品介紹[J/OL].無(wú)機鹽工業(yè):1-9[2021-03-03]》，由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理，轉載請注明出處！