纳米碳酸钙生产工艺流程
【精品文章】常见纳米碳酸钙的制备工艺及特点简介
常见纳米碳酸钙的制备工艺及特点简介
纳米技术是当前粉体技术的热点，纳米技术和材料的研究、生产及其应用在我国已经初见成效，纳米碳酸钙是其中最具代表性的产品之一。
我国目前纳米碳酸钙的生产工艺种类较多，本文选取了几种常见的工艺技术介绍给各位读者，期望能起到一些科普和技术推广的作用。
1、夹套反应釜法
该工艺方法是将25℃以下的氢氧化钙乳液泵入碳化反应罐中，通入二氧化碳，在搅拌状态下，进行碳化反应，通过控制反应温度、浓度、搅拌速度、添加剂等工艺条件制备纳米碳酸钙。
该法因搅拌气-液接触面积大，反应较均匀，产品粒径分布较窄等，已成为近几年纳米碳酸钙生产的主要方法。
夹套反应釜法因受温度变化的影响，粒径变化频率较大，且碳酸钙生产过程中的碳化过程是一种放热反应，要保证产品细度，就要严格要求控制温度。
由于制冷设备的投入、维护费用和电能消耗相对较高。
2、乳液法
乳液法大致可分为两种: 一种是微乳液法,另一种为乳状液膜法。
微乳液法主要利用微乳液中液滴大小可控的特性, 将可溶性碳酸盐与钙盐分别溶于组成完全相同的微乳液中, 再混合反应,由于反应被控制在较小的区域内进行,因而可得到纳米级碳酸钙晶粒, 再将其与溶剂分离,即得产品。
而乳状液膜法则是利用孔径为几个微米活几十微米的膜材料作为分散介质,分散相压入到连续相中时,被微小孔膜剪切成微小粒径的液滴, 进入连续相,从而实现微米尺度的相互混合。
碳化法制备纳米碳酸钙的工业合成方法
世上无难事，只要肯攀登
碳化法制备纳米碳酸钙的工业合成方法
纳米碳酸钙的制备方法按制备过程中是否发生化学反应分为化学方法和物理方法，其中化学方法包括碳化法、乳液法、夹套反应釜法、复分解法。
碳化法是生产纳米级轻质碳酸钙的主要方法。
首先，将精选的石灰石煅烧，得到氧化钙和窖气。
然后，使氧化钙消化，并将生成的氢氧化钙悬浊液在高剪切力作用下粉碎、多级悬液分离除去颗粒及杂质，得到一定浓度的精制氢氧化钙悬浊液。
然后通入二氧化碳气体，加入适当的晶形控制剂，碳化至终点，得到要求晶形的碳酸钙浆液。
再进行脱水、干燥、表面处理，得到纳米碳酸钙产品。
碳化是整个生产工艺的核心，根据碳化反应过程二氧化碳气体与氢氧化钙悬浮液接触方式的不同，纳米碳酸钙的工业合成方法可分为间歇鼓泡法、喷雾碳化法、喷射吸收法和超重力碳化法。
间歇鼓泡法
间歇鼓泡碳化法是目前国内外大多采用的方法。
间歇鼓泡碳化法，也称釜式碳化法，是将石灰乳通过冷冻机降温到25℃以下，泵入碳化塔，通入CO2 混合气，在搅拌下进行碳化反应。
通过控制反应温度、浓度、搅拌速度、添加剂等工艺条件间歇制备纳米碳酸钙。
该法可以生产普通微细碳酸钙，但对于生产纳米级碳酸钙就需要严格控制一些工艺条件，如碳化反应温度、石灰乳浓度等，而且也相应地需对鼓泡塔做一些改进，比如加搅拌器、挡板或通过气体分布器控制等，但也存在着粒度分布不均匀，而且不易控制、粒度不够细化、批次间产品质量重现差、工业放大困难等缺点。
陈先勇等人采用间歇鼓泡碳化法，通过对碳化反应温度、灰乳密度、添加剂等因素的严格控制，成功制得粒度分布均匀、平均粒径为40nm 左右的单分散球形纳米碳酸钙产品。
多级喷雾碳化法。
纳米碳酸钙生产工艺及合成专利技术分析
纳米碳酸钙生产工艺及合成专利技术分析（纳米碳酸钙）是指尺寸在纳米数量级的碳酸钙，中国是于上世纪80时代初开始活性碳酸钙制备技术的讨论，80时代末实现工业化生产。
传统的碳酸钙生产，是将精制的石灰石原材料煅烧，得到氧化钙和窑气二氧化碳；消化氧化钙，并将生成的悬乳液氢氧化钙在高剪力作用下粉碎，多级悬液分别，除去颗粒和杂质，得到肯定浓度的精制氢氧化钙悬乳液。
通入二氧化碳气体，加入适当的添加剂掌控晶型，碳化至尽头，得到要求晶型的碳酸钙乳液。
进行脱水、干燥、表面处理，最后得到所要求的碳酸钙产品。
1生产工艺1.1.间歇搅拌式碳化法在湿法碳酸钙的生产中，大多采纳传统的间歇搅拌式碳化法。
生产活性碳酸钙是在生产轻质碳酸钙的基础上，更改碳化工艺（加入改性剂、结晶掌控剂）掌控晶型和粒径，沉淀（加沉淀剂）后经分别、干燥、粉碎、包装，制得不同晶型、颗粒均匀的活性碳酸钙。
间歇搅拌式碳化法工艺投资较少、操作简单，该法因气—液接触面积大，反应较均匀，产品粒径分布较窄等，已成为近几年活性碳酸钙生产的重要方法。
1.2连续喷雾碳化法喷雾碳化法一般采纳两段或三段连续碳化工艺，即石灰乳经第一碳化塔碳化得到反应混合液，然后喷入第二段碳化塔制得最后产品，或再喷入第三段碳化塔碳化得到最后产品。
由于碳化过程分段进行，因此可对晶体的成核和生长过程分段掌控，从而掌控晶体的粒径、晶型。
依据需要，掌控适合的喷雾液滴大小、氢氧化钙浓度、碳化塔内的气液比、反应温度、各段的碳化率等条件，即可制得不同晶型的碳酸钙产品。
1.3超重力碳化法超重力技术起源于1976年的太空试验。
在太空微重力状态下，化工分别单元操作无法完成，从而引发超重力技术的研发，并在1980年得到充分进展。
超重力技术产生的离心加速度不仅可以比重力加速度大2～3个数量级，而且可以调整。
利用离心力场不仅使化工单元操作在太空成为可能，而且可以大大提高化工单元操作效率。
将超重力技术应用于碳酸钙的生产使这一生产过程发生了革命性变化。
纳米碳酸钙的生产工艺
工业生产技术的不断革新，给许多新型的产品生产带来可能，其中一种纳米级的碳酸钙颗粒就可运用于多个行业中去。
目前主要采用的制作工艺可以分为炭化法、连续喷雾碳化法、超重力碳化法等。
我们来一一去进行了解。
制备纳米碳酸钙的方法有物理法和化学法。
物理法就是对天然石灰石、白垩石进行机械粉碎而得到。
但是粉碎的粒度是有限的，只有采用特殊的方法和机械才有可能达到0.1μm以下。
所以生产纳米碳酸钙主要采用化学法。
（一）碳化法这种制备方法是主要的一种生产方式。
将精选的石灰石煅烧，得到氧化钙和窑气。
使氧化钙消化，并将生成的悬浮氢氧化钙在高剪切力作用下粉碎，多级旋液分离除去颗粒及杂质，得到一定浓度的精制氢氧化钙悬浮液；然后通入CO2气体，加入适当的晶型控制剂，碳化至终点，得到要求晶型的碳酸钙浆液；再进行脱水、干燥、表面处理，得到纳米碳酸钙产品。
按照碳化过程中CO2气体与氢氧化钙悬浮液接触方式的不同，可将碳化法分为间歇鼓泡碳化法、连续喷雾碳化法和超重力碳化法，以及在间歇鼓泡碳化法基础上改进的非冷冻法。
该法投资少，易于转化，为国内外大多数厂家所采用。
但是这种方法生产效率低、气液接触差、碳化时间长、粒径粗且不均匀。
（二）连续喷雾碳化法喷雾碳化法是将石灰乳用喷头喷成雾状，从塔顶喷下，将一定浓度的CO2以某一速度从塔底上升，与雾状石灰乳发生反应。
对于连续喷雾碳化，则重复进行以上过程，最后可获得粒径小于0.1μm的纳米碳酸钙。
该法生产纳米碳酸钙效率高，经济效益可观，并能实现连续自动大规模生产，另外，具有很高的科学性和技术性。
但设备投资较大。
（三）超重力碳化法利用旋转造成一种稳定的、比地球重力加速度高的多的超重力环境，极大地增加气液接触面积，强化气-液之间的传质过程，从而提高碳化速度。
同时，由于乳液在旋转床中得到高度分散，限制了晶粒的长大，即使不添加晶形控制剂，也可以制备出粒径为15~30nm的纳米碳酸钙。
纳米碳酸钙的制备及用途
一、纳米碳酸钙的制备
纳米碳酸钙的制备方法主要有碳化法、复分解法和化学气相沉积法等。其中， 碳化法是最常用的制备方法，其主要原理是在高温高压条件下，将二氧化碳气体 与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀。具体制备过程包括配料、搅拌、碳化、过 滤、干燥和表面处理等步骤。
为了获得高质量的纳米碳酸钙，需要注意以下几点：
纳米碳酸钙的制备及用途
目录
01 一、纳米碳酸钙的制 备
02
二、纳米碳酸钙的用 途
03
三、纳米碳酸钙的市 场现状和前景
04 四、结论
05 参考内容
随着科技的不断发展，纳米技术在各个领域的应用越来越广泛。其中，纳米 碳酸钙作为一种重要的纳米材料，具有广阔的应用前景和市场价值。本次演示将 详细介绍纳米碳酸钙的制备方法、用途及市场发展情况，以期让更多人了解这一 纳米材料的优势和应用价值。
功能性纳米碳酸钙在许多领域都有广泛的应用，例如橡胶、塑料、涂料、化 妆品和生物医学等。由于其良好的分散性和高透明度，它可以作为塑料的增强填 料和透明剂。此外，纳米碳酸钙还可以用于药物输送，如抗癌药物和疫苗的载体。
五、结论
功能性纳米碳酸钙的制备及性质研究具有重要的实际意义。其制备方法的改 进和性质的优化将进一步拓宽其应用领域，提高其使用性能。对其磁学性质和生 物相容性的进一步研究也将为纳米碳酸钙在生物医学领域的应用带来新的可能。
摘要纳米碳酸钙是一种具有重要应用价值的无机纳米材料，在橡胶、塑料、 涂料、油墨等领域得到广泛应用。本次演示总结了纳米碳酸钙的制备及改性应用 研究进展，并分析了其未来的发展趋势和应用前景。
引言纳米碳酸钙是一种由钙离子和碳酸根离子组成的无机纳米粒子，具有轻 质、高比表面积、吸油性等特性。制备纳米碳酸钙的方法主要有化学沉淀法、气 相水解法、界面沉淀法等。纳米碳酸钙经过改性处理后，可进一步提高其应用性 能，如表面改性技术、插层改性技术等。
低成本纳米碳酸钙生产及后处理技术
低成本纳米碳酸钙生产及后处理技术介绍了低成本生产及后处理技术生产纳米碳酸钙的方法，生产的纳米碳酸钙粒径细、粒度均匀、粒级窄、成本低，采用专用改性设备，改性效果好、能耗低。
[关键词] 低成本；纳米碳酸钙；后处理1 前言CaCO3是一种重要的无机化工产品。
由于价格低、原料广、无毒性，广泛用于橡胶、塑料、纸张、涂料、牙膏等的填料。
全世界每年CaCO3用量约两千多万吨。
普通CaCO3用作填料仅起增容降低成品价格作用。
而超细CaCO3(粒径小于0.1um)（以下称纳米碳酸钙）不仅可以起到增容降低成本的作用，用于塑料、橡胶和纸张中，还具有补强作用。
粒径小于0.02um 的CaCO3产品，具有补强作用，可与白炭黑相比。
粒径小于0.08um且粒径分布很窄的CaCO3，用做汽车底盘防石击的涂料。
因此，纳米CaCO3的研制、开发，备受国内外的热切关注。
日本在纳米CaCO3的研制、生产、应用方面处于国际领先地位，现已有纺锤形、立方形、针形、球形、链锁形及无定形等形态及表面改性的品种达50余种。
美国着重于超细CaCO3在造纸和涂料上的应用，英国则主要从事涂料专用超细CaCO3的研制，近20年来英国在汽车专用塑料用CaCO3中占垄断地位。
我国从80年代开始进行超细CaCO3的研究。
国内多家单位已研制、生产出了几种型号的纳米CaCO3产品。
但品种少，产量低。
生产工艺及设备落后，高档产品主要依靠进口。
加强研制、开发新的高档纳米CaCO3产品的生产工艺及设备，降低生产成本，是橡胶、塑料制品、造纸等工业对CaCO3工业的企盼，也是我国CaCO3工业发展的重要目标，是碳酸钙企业提高经济效益的最佳途径。
纳米级碳酸钙由于其粒径小，极易发生团聚，后处理的效果好坏直接关系到纳米碳酸钙的应用效果。
2 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。
生产纳米碳酸钙的工艺流程
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纳米碳酸钙的制备
6/21/2024
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天津市分析仪器厂 WKB—1 P max=0.6MPa V max=0.8m3/h 武汉仪表元件厂 LZB—4 精度为±10L/h
上海伟业仪器厂 pHS—3C 精度为±0.01
上海雷磁仪器厂 DDS—11A 精度为±0.1uV/cm
力在20000t/a左右，实际需求量在80000—100000t，国
产纳米碳酸钙因产品晶形结构不同及是否活化处理，
价格各异，价位在2000—6000元/t。由于纳米碳酸钙附
加值高（为普通碳酸钙价格的10—20倍），且潜在市
场广阔，纳米碳酸钙已成为国内科研开发的热点，并
成为碳酸钙生产企业发展的目标 [5—9]。
纳米碳酸钙一般指特征维度尺寸在纳米数量级 （1—100nm）的碳酸钙颗粒[1]，包括了轻质碳酸钙行 业中统称的超细碳酸钙（粒径0.02—0.1μm）和超微细 碳酸钙（粒径≤0.02μm），是一种新型高档功能性填 充材料。它具有纳米材料所特有的性能，如体积效应、 表面效应等。普通碳酸钙用作填料仅起到增容降价的作 用，而纳米碳酸钙不仅可以起到增容降价的作用，而且 用于塑料、橡胶和纸张中，还具有补强作用。因此，纳 米碳酸钙的研制、开发，受到国内外的关注[24]。
3、了解碳酸钙产品的有关性能参数。
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二、实验任务
1、 测定碳化过程中pH值和电导率随时间 的变化曲线；
2、 测定碳酸钙产品的性能参数。
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三、实验原理
其热C化a(学O方H)程2悬式浮可液以与表C示O2为气：体进行碳化反应式，
C ( O ) 2 ( a s ) H H 2 O ( l ) C 2 C O 3 ( s ) a 2 H 2 O ( C l ) 7 . 1 K O 1 / m 8
纳米碳酸钙的制备及粒径、形貌控制
纳米碳酸钙的制备及粒径、形貌控制
纳米碳酸钙的制备方法有很多，常见的有化学共沉淀法、溶胶凝胶法、水热法等。
其中，化学共沉淀法是一种简单易操作、成本较低的方法，也是应用最广泛的制备方法之一。
化学共沉淀法的制备步骤如下：
1. 将钙盐和碳酸盐的溶液混合，将pH值调节到8左右。
2. 加入一定量的表面活性剂，如CTAB、SDS等，使反应产物均匀分散。
3. 在搅拌的条件下，缓慢滴加含有碱性离子的溶液，如氢氧化钠溶液，使溶液pH值升高，从而促进反应。
4. 继续搅拌反应一定时间，然后离心、洗涤、干燥，得到纳米碳酸钙粉末。
通过控制反应条件，可以实现纳米碳酸钙的粒径、形貌控制。
主要的影响因素包括反应温度、pH值、反应时间、离子浓度、添加剂种类等。
例如，提高反应温度和pH值可以促进反应速度，但同时也容易导致晶体生长，从而增大颗粒大小；添加适量的表面活性剂可以提高反应产物的稳定性和均匀性，有利于得到较为均一的纳米颗粒。
除了化学共沉淀法，还可以采用其他方法来实现纳米碳酸钙的制备和粒径、形貌控制。
例如，溶胶凝胶法可通过不同的预处理和处理条件实现纳米颗粒的控制，水热法可以获得形貌较为复杂的纳米颗粒等。
纳米碳酸钙的制备方法及碳酸钙水分仪使用方法
纳米碳酸钙的制备方法及碳酸钙水分仪使用方法摘要：纳米碳酸钙作为一种优良的填料，具有色白质纯、易于着色、化学性质稳定、成本低廉、粒径和粒子形状可以控制等优势，已经成功地应用在橡胶、塑料、涂料、油墨、造纸等领域。
鉴于纳米碳酸钙优越的性能。
更多的潜在价值也正成为开发热点。
一、纳米碳酸钙制备方法⑴化学方法分为碳化法、苏尔维法、联钙法、苛碱法和氯化钙-苏打法五种方法，其中应用最多的是碳化法，其次是氯化钙-苏打法，其它三种方法应用很少，在此主要介绍碳化法的生产原理。
①碳化法制得的碳酸钙称为轻质碳酸钙或沉淀碳酸钙，其基本方法如下：石灰烧制：CaCO3——CaO+CO2+Q1消化反应，也称化灰反应：CaO+H2O—Ca(OH)2+Q2碳化反应：Ca(OH)2+CO2——CaCO3↓+Q3②苏尔维法（Solvay），即在生产纯碱的过程中联产碳酸钙。
其化学反应过程如下：③联钙法。
以废石灰渣和氯碱工业的廉价盐酸为原料生产碳酸钙。
用盐酸处理消石灰得到氯化钙溶液，氯化钙溶液在吸入氨气后用二氧化碳进行碳化便得到碳酸钙沉淀。
其化学反应过程如下：④苛化碱法。
在烧碱(NaOH)的生产过程中，可得到副产品轻质碳酸钙。
即在纯碱水溶液中加入消石灰，即可生成碳酸钙沉淀，并同时得到烧碱水溶液，最后碳酸钙沉淀经脱水、干燥和粉碎便制得轻质碳酸钙。
其化学反应过程如下：⑤氯化钙—苏打法。
在纯碱水溶液中加入氯化钙进行复分解反应，并进行快速冷却而生成无定形的碳酸钙沉淀，然后经脱水、干燥和粉碎而制得沉淀碳酸钙。
总之，采用上述化学方法生产的轻钙粉体的主要特点是：a粒度小，一般平均粒径在数微米以下；b粒度分布窄，可视为单分散粉体；c粒子晶型多样化，应用于不同行业需要不同的晶型。
⑵物理方法习惯上也称研磨法，即由天然矿物直接经机械粉碎所得产品，因其比重大于轻钙，故名重质碳酸钙（简称重钙，GCC）。
其加工过程又分为干法和湿法两种研磨工艺，产品分普通型，如双飞粉200目、三飞粉（325目、45~125μm）、细粉（325~1250目、10~45μm），超细型（＞1250目、2~10μm），超细活性型（经表面活化处理）三种。
纳米碳酸钙的生产工艺及用途
纳米碳酸钙的生产工艺及用途碳酸钙是自然界存在的一种很广泛的矿物质,也是一种传统的无机盐化工产品.近年来,随着碳酸钙的超细化及外表改性技术的开展,纳米碳酸钙制备技术及应用,已成为国内外竞相开发的研究热点.本文就有关纳米碳酸钙的主要生产技术及其应用领域作一简介.【阳山县中棋实业XX】关键词纳米碳酸钙生产用途碳酸钙〔化学式为CaCO3J在自然界广泛存在,它至少有6种矿物形式［1］:无定形碳酸钙(amorphousCaCO3)、球霰石(vaterite)、文石(aragonite)、方解石(calcite)、单水方解石〔monohydrocalcite〕和六水方解石［ikaite,CaC036H2O〕,是XX石、石灰石、白垩等天然矿物的主要成分,也是贝壳、珊瑚礁、珍珠的构成成分.在工业上,碳酸钙作为一种重要的无机盐化工产品,物美价廉.根据生产方法不同,碳酸钙分为两大类、多种型号,以满足不同行业、不同用途的需要［2］.以方解石、XX石、白垩、贝壳、石灰石等为原料经机械粉碎及超细研磨等用物理方法制取的碳酸钙粉体产品称重质碳酸钙,以GCC表示；以石灰石为原料经煨烧、消化、碳酸化、别离、枯燥分级等化学方法制取的产品称轻质碳酸钙,以PCC表示.普通型的重质碳酸钙和轻质碳酸钙,通常作一般填料和白色颜料使用.纳米碳酸钙是20世纪80年代运用纳米技术加工开展而成的一种新型轻质碳酸钙产品,粒径通常在20〜100nm之间.由于碳酸钙粒子的超细化,其晶体构造和外表电子构造发生变化,产生了普通碳酸钙所不具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、外表效应和宏观量子效应,且粒径细而均匀、分布窄、比外表积大、外表活性及分散性好、外表能高,使其在实际使用中表达了很多普通碳酸钙材料所不具备的更加优异的性能,用途更为广泛.如可广泛大量应用于注塑、挤出、PVC型材、管材、汽车涂料、密封胶、粘结剂涂料、油墨、橡胶等行业,碳酸钙产品的附加值得到很大提升,很快引起了世界各国的普遍关注,现已成为无机非金属材料研究和企业竞争投资的热点[3]o1纳米碳酸钙的主要工业生产技术[4]纳米级超细碳酸钙的粒径很小〔一般为1nm〜100nm〕,用物理方法生产纳米级超细碳酸钙很困难,特别是物理方法不能制备高活性晶形.因此,国内外都在研究化学方法,其中碳化法是生产纳米级超细碳酸钙的主要方法.纳米碳酸钙的工业化生产工艺主要有：间歇鼓泡碳化法、连续喷雾碳化法、超重力反响结晶法等.1.1间歇鼓泡碳化法间歇鼓泡碳化法是目前国内外大多数厂家所采用的工艺.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参加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进展碳化〃,得到所要求的碳酸钙产品.在反响过程中需要严格限制反响条件,如碳化温度、二氧化碳流量、石灰乳浓度及搅拌速度,并参加适当的添加剂.该法投资少、操作简单,但生产不连续,自动化程度低,产品质量不稳定,主要表现在产品晶形不易限制、粒度分布不均、不同批次产品的重现性差.目前国内多数厂家采用此法来生产轻质碳酸钙.1.2连-续喷雾碳化法连续喷雾碳化法是将石灰乳用喷头喷成雾状,从塔顶喷下,将一定浓度的CO2以某一速度从塔底上升,与雾状石灰乳发生反响.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0.01nm〜0.1mm的液滴参加,二氧化碳从塔底通入,二者逆流接触发生碳化反响.反响混合液从塔底流出,进入浆液梢,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；然后再经外表活性处理、喷雾进入三级碳化塔碳化制得粒径可达40~80nm的最终产品.该法生产效率高,碳化时间短,产品晶型、粒度容易限制,可制得优质稳定的纳米碳酸钙产品,经济效益可观,并能实现连续自动大规模生产,具有很高的科技含量,但设备投资较大.1.3超重力反响结晶法超重力反响结晶法技术的特征是以强化气液传质过程为根本出发点.其核心在于碳化反响是在超重力离心反响器〔旋转螺旋或填充床反响器〕中进展,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.通过CO2和Ca(OH)2悬浊液在超重力专用设备中逆流接触,使相间传质和微观混合得到极大强化,为CaCO3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,体积传质系数可提升到常重力填充床的10〜1000倍,从而可大大提升Ca(OH)2溶解和CO2吸收速率,使体系中Ca2+和CO2-3的浓度增加,过饱和度提升,同时添加适当的分散剂,限制晶体生长,最终得到平均粒径达15〜30nm的纳米级碳酸钙.该法所得粒径分布均匀,不同批次产品的重现性好,且碳化反响时间仅为传统方法的1/4〜1/10,达国际先进水平.目前,该工艺已在XX、XX、XX等地高新技术材料公司实现工业化生产.专门生产橡胶用、高档造纸及油墨用、涂料用超细碳酸钙产品.1.4非冷冻法制备工艺非冷冻法纳米碳酸钙制备工艺的主要特点有：〔1〕碳化在常温常压下进展,不需冷冻,能耗低,投资少.以新建10000吨/年规模的纳米碳酸钙装置为例,建立投资〔不包括流动资金〕在1200万元左右,吨产品本钱1000元以下.〔2〕产品粒径通过调整助剂配方调控,可根据需要在10〜100nm范围内调整,粒度分布窄,且操作简单.我国碳酸钙资源丰富.目前,中国碳酸钙年产量仅次于美国,占世界第二位,已成为碳酸钙生产大国,但还不是碳酸钙生产强国.在我国碳酸钙行业中,具有一定技术附加值的沉淀碳酸钙在产品构造中仅占10%,具有高附加值的品种如纳米级碳酸钙缺乏总产量的1%;同时,产品的分散度较大,性能稳定性差,远远不能满足市场需求,每年仍需进口十几万吨.国外纳米级超细碳酸钙己形成大规模工业化生产.我们所采用燃料主要是煤,而国外,既有用煤作燃料,也有用油和用气.最高品质的纳米碳酸钙多是采用天然气作为燃料.2纳米碳酸钙产品的用途[5〜7]2.1塑料行业碳酸钙添加在塑料中可增加塑料体积,降低产品本钱,提升塑料制品的尺寸稳定性、硬度和刚性,改善塑料的加工性能.目前在PVC制品的生产加工中少量使用轻质碳酸钙可提升PVC制品的拉伸强度.由于超细碳酸钙具有光泽度高、磨损率低、外表改性及疏油性等特性,可填充在聚氯乙烯、聚丙烯和酚醛塑料等聚合物中,现在又被广泛用于聚氯乙烯电-可修编-缆填料中.2.2涂料工业可作为颜料填充剂,具有细腻、均匀、白度高、光学性能好等优点.在制漆中,能使配方中密度较大的立德粉悬浮,起防沉降作用.制漆后,漆膜白度增加,光泽度高,而遮盖力却不降低,这一性能使其在涂料工业被大量推广应用.近来研究发现,超细碳酸钙具有补强作用,可用作汽车底盘防石击的涂料.利用纳米碳酸钙填充涂料还可以大大提升其柔韧性、硬度、流平性以及光泽度.利用其蓝移现象,将其添加到胶乳中,能对涂料形成屏蔽作用,到达抗紫外老化和防热老化的目的,增加涂料的隔热性.2.3造纸工业造纸工业是国内碳酸钙最具开发潜力的应用领域.可用于涂布加工纸的原料,特别是用于高级铜板纸.由于它分散性能好,黏度低,可代替局部陶土,能有效地提升纸的白度和不透明度,改进纸的平滑度、柔软度,改善油墨的吸收性能,提升保存率；纳米级碳酸钙用在高档卫生用纸中,可以增加产品的韧性、吸水性和白度,使用更加平安、卫生.2.4油墨行业碳酸钙作为树脂性油墨中的填料,除起到一般油墨填料的作用外,与传统油墨填料相比,还具有稳定性好,光泽度高,不影响印刷油墨的枯燥性能,适应性强等优点,可替代价格较高的胶质钙,以提升油墨的光泽度和亮度.用于高档油墨,可以提升油墨的附着力,减小油墨对机械的磨损,适于高速印刷.2.5橡胶工业橡胶工业是纳米碳酸钙的主要应用市场.纳米级超细碳酸钙在橡胶中既具有空间立体构造、又有良好的分散特性,可提升材料的补强作用.还可根据生产需要与其他填料如炭黑、白炭黑、陶土、钛白粉等配合使用,到达补强、填充、调色、改善加工工艺和制品性能、降低含胶率或局部取代白炭黑、钛白粉等价格昂贵的白色填料的目的；用硬脂酸及其盐类对纳米碳酸钙进展外表改性处理,可以改善其在橡胶中的分散性,增加橡胶和钙粒子外表的湿润度,进而大幅度提升其对橡胶的补强性能.这类经外表改性处理的纳米碳酸钙,其补强性能可与白炭黑媲美.2.6其他方面碳酸钙还可用在保健品、饲料、日化〔化装品、香皂、洗面奶、牙膏〕、陶瓷等行业.超细碳酸钙产品用在饲料行业中,可作为补钙剂,增加饲料含钙量,具有质优价廉、易于吸收等特点；在日化产品中,由于其纯度高、白度好、粒度细,可以替代钛白粉作填料；在医药、化肥、农药中可作为载体材料；还可用于耐火保温材料、柠檬酸钙等生产中.据报道,近十几年来,我国碳酸钙工业在以15%以上的开展速度递增.未来几年间,纳米碳酸钙在兴旺国家的需求量将以年均10%的速度增长,在我国将以年均20%的速度增长.英国、西班牙、日本等国的碳酸钙生产商纷纷看好我国市场,在XX、XX、XX、XX等省相继建起一些年产2〜5万吨超细碳酸钙的独资或合资企业,我国纳米碳酸钙生产工艺水平及应用技术研究尚有很大的开展空间,碳酸钙行业将成为新世纪的XX工业.-可修编-。
纳米碳酸钙制备工艺分析
纳米碳酸钙制备工艺分析纳米碳酸钙又被称为超微细碳酸钙，其平均粒子直径大约为40nm。
工艺试验室制备超细碳酸钙通常采用碳化法、复分解法、微乳法三种途径，工业上则一般采用碳化法。
1、纳米碳酸钙的制备方法（1）复分解法复分解法是在一定条件下，将水溶性钙盐（如氯化钙，硫酸钙等）与水溶性碳酸盐（如碳酸铵，碳酸钠等），通过液相到固相的反应过程制得纳米碳酸钙。
试验室使用这种方法制取碳酸钙时，可以通过掌握反应物浓度、反应温度、生成物的过饱和度以及加入适当的添加剂等操作方法，得到粒径小于0.1μm、比表面积大、具有较好溶解性的无定形碳酸钙产品。
这种方法制得的纳米碳酸钙纯度比较高，也有具有很好的白度，但在制取不同晶形的产品时需要很高的成本，所以目前国内外很少采用这种方法工业制取纳米碳酸钙。
（2）碳化法①间歇鼓泡碳化法与复分解法不同，间歇鼓泡碳化法是目前国内外制备纳米碳酸钙广泛采用的方法。
其操作步骤是首先将1.04-1.06g/cm3的Ca（OH）2浆液降温到25℃以下，再将浆液打入到碳化塔中，留意保持一定的液位，然后从碳化塔的底部向塔内通入CO2或者CO2和空气的混合气体，掌握合理的溶液浓度、反应温度、气液比以及添加剂等条件，可以间歇制得纳米级碳酸钙。
②连续喷雾法也是通过碳化法来制取纳米碳酸钙，步骤是将Ca（OH）2浆液通过压力式喷嘴从碳化塔的顶部向下呈雾状喷出，与此同时从塔的底部向上通入CO2或者CO2和空气的混合气体，使喷下的Ca（OH）2浆液与CO2充分接触，发生反应。
这种方法明显增加了CO2气体和Ca（OH）2浆液的接触面积，反应过程可以通过掌握石灰乳的浓度、液滴直径、流量、反应气液比等条件，在常温下制得直径在0.04-0.08μm的纳米碳酸钙。
通过连续喷雾法制得的CaCO3粒径分布窄，颗粒外形比较规则，而且简单分散，综合品质要优于间歇鼓泡法，但由于这种方法能耗较大，而且喷嘴简单发生堵塞，造成了高额生产成本，故难以普及。
纳米碳酸钙生产技术18
活性轻钙
干法活化 湿法活化
≥96
≥92
≥95
≤0.35
≤0.5
≤0.002
≤0.001
9.0~108ml/g
≤0.1
≤0.01
≤0.05
≤0.01
≤0.005
≤0.001
专用纳米碳酸钙
橡塑专用钙 树脂油墨专用钙
≥90
≥95
≥85
≤0.5 ≤0.005
≤1.5 细度≤15μm
3 纳米碳酸钙生产的工艺流程
纳米碳酸钙与普通轻钙和活性轻钙的工艺比较
❖ 从普通轻钙，到活性轻钙，再到活性纳米钙，其工艺流程的变化 规律总的来说是越来越复杂，主要区别在于：
❖ ⑴ 设备方面，纳米钙多了制冷设备、活化设备、沉降槽、解聚 分散机等。
❖ ⑵ 添加剂方面，纳米钙多了晶形导向剂、分散剂、活性剂。 ❖ ⑶ 对原料的要求不同，纳米钙要求生石灰品质高；工艺用水要
❖ 填充剂、添加剂、补强剂、改性剂及增白剂，以节约母料、增容 增量、降低成本、改善制品品质、增强制品功能，增加制品附加 值等。
按专门用途、不同晶形、粒径大小分类
专门用途 晶形分类
粒径分类
⑴
橡胶专用钙 无规则体 微粒钙 ＞5μm
⑵
塑料专用钙 纺锤体 微粉钙 1~5μm
⑶
涂料专用钙 立方体 微细钙0.1~1μm
❖ 俗称纳米级碳酸钙（简称NCC或NPCC）。
2、纳米碳酸钙的特性与分类
❖ 纳米碳酸钙——碳酸钙行业中的“后起之秀”，作为一种新型高 档无机功能性填料、目前唯一吨价位在万元以内的纳米材料、目 前唯一达到万吨级规模的纳米产业、应用最广泛的纳米产品，
❖ 在增韧性、补强性、透明性、触变性、流平性和消毒杀菌等应用 方面的性能，从而大大拓宽了纳米碳酸钙的应用领域，极大地改 善和提高了相关行业的产品性能和质量。
纳米碳酸钙生产工艺
纳米碳酸钙生产工艺
纳米碳酸钙的生产工艺主要分为以下几个步骤：
1. 碳酸钙预处理：将天然的或人工合成的碳酸钙粉末经过预处理，去除杂质和颗粒物，确保纯净度和质量。
2. 反应：将预处理过的碳酸钙粉末溶解于含有钙离子和碳酸根离子的反应液中，通过控制反应条件（温度、pH等），在反应液中形成纳米级的碳酸钙颗粒。
3. 分离和洗涤：将反应液中的纳米碳酸钙颗粒分离出来，并通过多次洗涤去除残留的反应液和离子。
4. 干燥和粉碎：将洗涤后的纳米碳酸钙颗粒经过低温干燥和粉碎处理，得到最终的纳米碳酸钙产品。
此外，为了提高产品的纯度和稳定性，纳米碳酸钙生产过程中通常采用超声波和高压均质等技术进行物理或化学处理。