纳米碳酸钙

物理性质

碱渣呈白色颗粒状,俗称白泥,含水在60 %～

70 %。碱渣固相的颗粒非常细,其中95 %以上固

相的粒度小于25μm[2 ] 。由于碱渣的粒度小,比表

面积大,粒子带负电荷[2 ] ,因而具有溶胶的性质,一

方面有利于提高碱渣参加化学反应时的活性(如脱

硫) ,另一方面也会造成碱渣固相沉积慢,脱水困

难

碱渣的现状及危害

目前的“氨碱法”工艺每生产1t 纯碱,需要排

放含水量60 %左右的固体碱渣1t [4 ] 。到目前为

止,全国累积堆存的碱渣已超过1 亿t ,占地几十平

方公里。。

废液废渣均来自原盐、石灰石和石灰窑燃

料,不含毒性物质,但不加限制的混合排放,则

会带来一系列后果: 废液的PH 值、悬浮物含

量、氯含量、温度都不符合环境保护的要求,造

成海域、河流不同程度的污染和淤塞,水产业遭

到破坏;废渣沉积占用土地或海域(河边) 造成

“白海”,不仅危及航道,而且成为安全隐患;若

是内陆建厂则可能引起对地下水的污染

纳米碳酸钙：

目前生产方法简介

根据碳化过程的不同，我国纳米级碳酸钙的生产方法大体可分为如下4种：间歇鼓泡碳化法、连续鼓泡碳化法、连续喷雾碳化法、超重力反应结晶法。2．1 间歇鼓泡碳化法根据碳化塔中是否有搅拌装置，该法又可分为普通间歇鼓泡碳化法和搅拌式间歇鼓泡碳化法。该法是在锥底圆柱体碳化塔中加入精制氢氧化钙悬浊液和适当的添加剂，然后从塔底通入二氧化碳碳化之终点，得到所要求的碳酸钙产品。在反应过程中需要严格控制反应条件，如碳化温度、二氧化碳流量、石灰乳浓度及搅拌速度，并加入适当的添加剂。该法投资少、操作简单，生产成本低，但生产稳定性差。2．2连续鼓泡碳化法连续鼓泡碳化法一般采用两级或三级串联碳化工艺，即精制石灰乳经第一级碳化塔进行部分碳化或得到反应混合液，在浆液槽中加入适当的添加剂后进入第二级碳化塔碳化制得最终产品。该法由于碳化过程分步进行，采用级问进行表面活性处理，可通过制冷来控制碳化温度，因此对晶形的成核、生长过程和表面处理分段控制，从而可得到较好的晶形、较小的粒径和粒径分布。现在，国内有些碳酸钙生产厂家可以根据用户的需求，通过严格控制石灰乳浓度、碳化温度、添加剂的类型和配比等来生产所需晶形和粒径的产品。2．3连续喷雾碳化法连续喷雾碳化法一般采用三级串联碳化工艺。精制石灰乳从第一级碳化塔顶部喷雾成O．01～O．1mm的液滴加入，二氧化碳从塔底通入，二者逆流接触发生碳化反应。反应混合液从塔底流出，进入浆液槽，添加适当的分散剂处理后，喷雾进入第二级碳化塔继续碳化，然后再经表面活性处理、喷雾进入三级碳化塔碳化制得最终产品。其产品粒径可达40～80nm。由于该工艺投资较高、技术较复杂、操作难度较大、更主要的问题是喷嘴雾化问题难以解决。因此，该法在国内应用并不普遍。2．4超重力反应结晶法超重力反应结晶法的技术特征是以强化气液传质过程为基本出发点，其核心在于碳化反应是在超重力离心反应器中进行，利用填充床高速旋转产生的几十到几百

倍重力加速度，可获得超重力场环境，并通过C0 2和 C a(0H)2悬浊液在超重力专用设备中逆流接触，使相间

一43—

崔礼生等：低成本纳米碳酸钙生产及后处理技术

传质和微观混合得到极大强化，为CaC0，均匀快速成核创造了理想环境。在超重力场中，各种传递过程得到极大强化，相界面迅速更新，体积传质系数可提高到常重力填充床的10～l 000倍，从而可大大提高C a(OH)2溶解和C0 2吸收速率，使体系中Ca2+和C0 32‘的浓度增加，过饱和度提高，同时添加适当的分散剂，控制晶体生长，最终得到平均粒径达l 5～30nm的纳米级碳酸钙。该法粒径分布均匀，不同批次产品的重现性好，且碳化反应时间仅为传统方法的1／4～l／l 0，达国际先进水平。但该法由于投资高，生产成本高，应用受到一定限制。(低成本纳米碳酸钙生产及后处理技术清华大学中国金属矿工业导刊2003增刊) 在纳米碳酸钙的生产过程中，由于纳米碳酸钙滤饼中所含的改性剂易被氧化，考虑到干燥温度对改性剂的影响，干燥方案的选择是影响产品最终质量的关键因素之一。传统的干燥方式较多，如盘式干燥、旋转闪蒸干燥、气流干燥、带式干燥等。(纳米碳酸钙的生产技术现状与展望

魏绍东（东华工程科技股份有限公司安徽合肥230024）)

混合离子分离常用的方法是沉淀分离法。

方法主要是根据溶度积规则，利用沉淀反应，达到分离目的。

条件主要指：（1）溶液酸度

2）反应物的浓度

3）反应湿度

4）促成或妨碍此反应的物质的存在

还有萃取分离技术：

萃取分离的原理与特点：

定义：被分离物质由一液相转入互不相溶另一液相的过程称为萃取。

特点：萃取分离体系由互不相溶的两液相组成；

原理：被分离组分在两液相中的溶解度具有较大的差异；

1.分配系数

萃取是溶质在两相中经过充分振摇，达到平衡后按一定比例重新分配的过程。在恒温、恒压、较稀浓度下，溶质在两相中达到平衡时，溶质在两相中的浓度比值为一常数（分配系数），即：

c 1、c 2 分配平衡后，溶质在上、下层液相中的浓度。

液膜分离技术：

*液膜传质速率高与选择好等特点，使之

成为分离、纯化与浓缩溶质的有效手段，其潜在的应

恒温，恒压⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=21c c K

用领域包括：湿法冶金、废水处理、核化工、气体分离、有机物分离、生物制品分离与生物医学分离、化学传感器与离子选择性电极等［

危害: