纳米碳酸钙

调浓槽
少量
碳化塔1
窖 气
储槽2
少量
碳化塔2
大量 窖气
储槽3
纳米碳酸钙悬浊液
碳化塔3
窖 气
产品
脱水、干燥
备投资较大
优 缺 点
碳化时间短，生产效率高 产品晶型、粒度容易控制，可制得优质稳定的产品
能实现连续自动大规模生产，经济效益可观
超重力反应结晶法
成倍缩短碳化反应时间 设备体积较小，大大降低成本
窑 气
甩干
第四篇章 精细化学品——草酸 原理分析
在催化剂五氧化二钒和助催化剂硫酸钾的作用下，淀粉 经硫酸糖化处理后，转化为单糖，然后直接加入硝酸氧化， 反应方程式如下： (C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6 C6H12O6+12HNO3→ 3(COOH)2〃2H2O+3NO+9NO2+7H2 O
间歇鼓泡碳化法 常 用 连续喷雾碳化法 方 法
碳化法
超重力反应结晶法
非冷冻法制备工艺
碳化法——石灰乳的制备
水 石灰 石 煅烧 消化 精制 石灰乳
窖气
高剪切力作用下粉碎 多级旋液分离除去颗粒及杂质
间歇鼓泡碳化法
石灰 乳 调浓槽 调浓 换热器
助剂 尾气
降温
碳化塔
决定了 CaCO3 的粒度和晶型
脱水、干燥
橡胶行业
针形链状
部分取代钛白粉、白 碳黑白色填料
电子 陶瓷行业
高纯 微细 球形
菱形
球形
中空状
针状
蘑菇云状
花瓣状
研究现状
碳酸钙纳米颗粒合成方法
化学法
物理法
碳化法 复分解法 微乳法 凝胶法
机械加工 机械粉碎 干法超细粉碎 湿法超细粉碎
颗粒形状不规则
粒径分布较宽
复分解法
水溶性 钙盐 + 水溶性 碳酸盐 ‖ 纳米级 碳酸钙
பைடு நூலகம்
特别鸣谢
王川伟 张玲玉 郑玉林
感谢老师及同学们的倾听！
第四篇章
纳米碳酸钙
配方
成分 50%硫酸 淀粉 用量/kg 1400 800 0.5 0.3 9~12
五氧化二钒 硫酸钾 硝酸
第四篇章 精细化学品——草酸 工艺流程
硫酸、氧气、催化剂
淀粉
糖化
糖化
结晶
过滤
甩干
母液 干燥 包装 甩干 成品 重结晶 粗草酸
DNA 10-9m 1nm
纳米世界
纳米碳酸钙
1 2 3
20 世纪 80 年代发展起来的一种新型超细化固体材料
粒径在 1-100 nm 之间，粒径小、活性高
优越性
量子尺寸效应 小尺寸效应 表面效应 宏观量子效应
碳酸钙晶形多样
立方形 菱形
碳酸钙 晶形 片形
纺锤形
球形
粘性较好
生产油墨
立方形 球形
由于颗粒小，故印品光 滑，可以提高油墨的光 洁度 提高材料的拉伸强度
产品纯度高、白度好
吸附在碳酸钙中的大量氯离子很难除尽 生产中往往需要消耗大量的时间 消耗大量的洗涤用水
微乳法和凝胶法
Ca2+ | R | CO32反 应 系 统
装置简单，操作容易 纳米粒子分散性好、粒度可调 形成机理、体系组分对颗粒形成动力学、形 态及性质的影响，有待深入研究 如何分离回收大量的油和表面活性剂，以降低 成本
CaCO3 碳酸钙
纳米 颗粒
Nanoparticle
Synthesis 的制备研究
主讲人：江淼 专业：应用化学
目录
碳酸钙简介
研究现状
面临问题
纳米
100m 1m
小孩的 身高
一只苍蝇 的大小 10-2m 1cm
10-4m 头发的 直径
眼睛分 辨下限 10-5m
细菌 10-6m 1μm
10-7m 纳米技 术上限
在国内的纳米碳酸钙生产 企业中，除少数企业具有较好 的经济效益外，许多企业普遍 存在着规模小、工艺落后、产 品生产成本高的问题，致使产 品大量积压，企业前景不容乐 观，高档的产品需从日本，美 国进口。
参考文献
[1]白鸽玲, 满瑞林.纳米级和特型活性碳酸钙的制备. 应用化工,2001,30(6) [2]杨小红,陈建兵,盛敏钢.纳米碳酸钙的生产和用途.化学教育,2007,10 [3]张博,吴桐,赵富华,刘军海.纳米碳酸钙的制备及在造纸中的应用.天津造纸，2010,03 [4]Rahman Q，Lohani M，Dopp E et a1．Environ Health Perspece,2002,110:797— 800 [5]刘小风,钟宏.不同形态纳米碳酸钙的研究进展.上海涂料, 47 (04) [6]梁红,秦娜,纳米碳酸钙的制备及表面改性技术.广州化工,2009,37(07) [7]陈尔凡,鲁云华,纳米碳酸钙的制备及表征.硅酸盐学报,2003,31(12) [8]陈大勇,杨小红,汪泉,纳米碳酸钙的制备技术与表面改性方法.化学工业与工程技,2007,28(02) [9]Werner B ，Donnet M，Hessel V ．A specially suited micromixers for processes involving strong fouling[C]．6th International Conference onMrcroreaction Technology，New Orleans，USA：2002． [10]周立,李超,钟宏,纳米碳酸钙合成工艺及应用研究进展.广东化工,2009,36 [11]曾蕾,贺全国,吴朝辉,纳米碳酸钙的制备、表面改性及应用进展.精细化工中间 体.2009,39(04)
尾 气
粒径分布均匀，重现性好
调浓槽
超重力反 应装置
过滤器
制取纳米 碳酸钙产 品
循环槽 达碳化终点
冷却槽
熟浆槽
面临问题
1
生产过剩,供大于求
2
技术低，能耗大
生产纳米碳酸钙的原材 料廉价易得，很多的地方具 备有良好的生产条件，可以 作为当地政府的经济发展的 重要项目，国内纳米碳酸钙 项目也就纷纷扩产或上马。 纳米碳酸概产能的猛速增长 远远超过了它的需求量，使 得纳米碳酸钙生产过剩。
产品
碳化过程中的工艺参数要求
1 2 3
石灰乳浓度 :质量浓度在30~55 g/ L范围内
碳化温度:温度在15一25 ℃范围内
碳化压力 :一般可采用常压
投资少 ，操作简单
优 缺 点
生产不连续，自动化程度低 产品质量不稳定： 产品晶形不易控制 粒度分布不均 不同批次产品的重现性差
连续喷雾碳化法
石灰 乳