一种轻质活性碳酸钙的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种轻质活性碳酸钙的生产方法。是在轻质或沉淀碳酸钙的生产工艺中在碳酸化反应前或碳酸化反应过程中加入由水不溶性脂肪酸盐、醇或醚类表面润湿剂和水组成的表面处理剂；或将表面处理剂中的水不溶性脂肪酸盐、醇或醚类表面润湿剂直接加入未碳酸化的氢氧化钙浆液或未碳酸化完全的氢氧化钙和碳酸钙浆液中，然后通过碳酸化反应为碳酸钙乳液，经过脱水、干燥、粉碎和包装即得成品。本发明专利技术的生产方法中表面处理剂高度分散于轻质碳酸钙中，抑制碳酸钙晶体生长和二次聚集，所以生产的轻质活性碳酸钙具有粒径均一、分散性良好、与有机高聚物有很好的亲和性和热稳定性，应用塑料时可增加填充量，减少热稳定剂的使用量。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及碳酸钙的生产方法，具体地说是。
技术介绍
碳酸钙是一种很重要的无机化工产品，被广泛地应用于橡胶、塑料、造纸、涂料、油墨、医药等工业中。普通碳酸钙亲水疏油的性质使得碳酸钙与有机高聚物的亲和性差、易形成聚集体，造成高聚物内部缺陷、力学性能变差，因此作为填充剂，仅起到增量及降低成本的作用。而对碳酸钙进行表面处理后即为活性碳酸钙在橡胶、塑料制品中的分散性能良好，填充量大，制品表面光艳、力学性能改善，是优良的白色补强型填料，使高档油墨、涂料具有良好的光泽，透明、稳定、快干等特性。轻质碳酸钙或沉淀碳酸钙的生产工艺特征说明石灰石经过窑煅烧分解成为生石灰和二氧化碳，生石灰经过水消化精制成氢氧化钙乳液，二氧化碳经过洗涤和压缩。将二氧化碳和氢氧化钙乳液在一定的控制条件下进行碳酸化反应为碳酸钙。生产的碳酸钙乳液经过脱水、干燥、粉碎和包装即成为成品轻质碳酸钙。有关的化学反应方程式为煅烧水消化碳酸化通过工艺条件的控制如浓度、温度、碳酸化方式及碳酸化过程中的添加剂的不同生产出不同粒径(如微细、超细、纳米等)和不同形状(立方体、片状、球状等)轻质碳酸钙。为了改善其应用性能而进行表面处理即成为各种轻质活性碳酸钙，按实现轻质活性碳酸钙的工艺方式目前为两类即一是干法生产轻质活性碳酸钙，将成品或已干燥粉碎的轻质碳酸钙粉体与表面处理剂在一定温度和比例下捏合固相活化反应而得，特点工艺简单、生产成本低，但粒径大、分散性差、应用性能改善效果不明显。另一是湿法生产轻质活性碳酸钙，在己碳酸化完成的碳酸钙乳液中加入表面处理剂在一定温度、浓度和比例下液相活化反应而得，特点粒径小、分布较均匀、分散性好、应用性能明显改善，但工艺过程长、投资大、电耗能耗高。从目前实现轻质活性碳酸钙的工艺方式看其共同特征是在碳酸化反应完成后的碳酸钙表面进行处理而得。在生产轻质活性碳酸钙的另一要素是表面处理剂，目前涉及表面处理剂主要有脂肪酸、树脂酸及其碱金属盐类、酯类，高级脂肪醇和醚类，各种表面活性剂，金属酯偶联剂类、高分子处理剂等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，是在轻质碳酸钙或沉淀碳酸钙的生产工艺过程中在碳酸化反应前或碳酸化反应过程中加入表面处理剂，通二氧化碳将已含有表面处理剂的氢氧化钙乳液在一定的控制工艺条件下进行碳酸化反应为碳酸钙。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下是在轻质碳酸钙或沉淀碳酸钙的生产工艺中，在碳酸化反应前或碳酸化反应过程中加入由水不溶性脂肪酸盐、醇或醚类表面润湿剂和水组成的表面处理剂；或在轻质碳酸钙或沉淀碳酸钙的生产工艺中，将表面处理剂中的水不溶性脂肪酸盐、醇或醚类表面润湿剂直接加入未碳酸化的氢氧化钙浆液或未碳酸化完全的氢氧化钙和碳酸钙浆液中；然后通过碳酸化反应为碳酸钙乳液经过脱水、干燥、粉碎和包装即得成品轻质活性碳酸钙。所用表面处理剂量是相对成品轻质碳酸钙的重量百分比，水不溶性脂肪酸盐为0.50～10％，表面润湿剂为0～10％。所说的表面处理剂中的水不溶性脂肪酸盐热稳定剂系列即CnH2n+1COOM，式中n为12-22，脂肪酸是单一的或混合的；M为金属镁(Mg)、钙(Ca)、铅(Pb)、锌(Zn)、铝(Al)、钡(Ba)，使用时可以是单一脂肪酸盐或多种脂肪酸盐复合。所说的表面润湿剂成分为水溶性低级醇(C1～C5)及水溶性低级醚(C1～C5)。本专利技术具有的有益效果是是在轻质碳酸钙或沉淀碳酸钙的生产工艺中在碳酸化反应前或碳酸化反应过程中加入由水不溶性脂肪酸盐、醇或醚类表面润湿剂和水组成的表面处理剂；或在轻质碳酸钙或沉淀碳酸钙的生产工艺中将表面处理剂中的水不溶性脂肪酸盐、醇或醚类表面润湿剂直接加入未碳酸化的氢氧化钙浆液或未碳酸化完全的氢氧化钙和碳酸钙浆液中，然后通过碳酸化反应为碳酸钙乳液经过脱水、干燥、粉碎和包装即得成品轻质活性碳酸钙。本专利技术的生产方法中表面处理剂高度分散于轻质碳酸钙中，抑制碳酸钙晶体生长和二次聚集，所以生产的轻质活性碳酸钙具有粒径均一、分散性良好、与有机高聚物有很好的亲和性和热稳定性，应用塑料时可增加填充量，减少热稳定剂的使用量。附图说明图1描述了本专利技术生产的高分散性活性轻质碳酸钙的形貌；图2描述了为传统湿法生产的活性轻质碳酸钙。具体实施例方式是在轻质碳酸钙碳酸钙的生产工艺中在碳酸化反应前或碳酸化反应过程中加入由水不溶性脂肪酸盐、醇或醚类表面润湿剂和水组成的表面处理剂；或在轻质碳酸钙或沉淀碳酸钙的生产工艺中将表面处理剂中的水不溶性脂肪酸盐、醇或醚类表面润湿剂直接加入未碳酸化的氢氧化钙浆液或未碳酸化完全的氢氧化钙和碳酸钙浆液中，然后通过碳酸化反应为碳酸钙乳液经过脱水、干燥、粉碎和包装即得成品轻质活性碳酸钙。在本专利技术生产轻质活性碳酸钙的方法中所用的表面处理剂为1.成分为塑料用水不溶性脂肪酸盐热稳定剂系列即CnH2n+1COOM，式中n为12-22，脂肪酸可以是单一的或混合的，工业级常是多种脂肪酸复合的；M为金属镁(Mg)、钙(Ca)、铅(Pb)、锌(Zn)、铝(Al)、钡(Ba)等，使用时可以是单一脂肪酸盐或多种脂肪酸盐复合。2.为改善脂肪酸盐对水的润湿，高度分散在氢氧化钙乳液中，加入表面润湿剂成分如水溶性低级醇(C1～C5)及水溶性低级醚(C1～C5)等。3.也可使用未干燥的含水脂肪酸盐，再加入表面润湿剂可以更好分散于氢氧化钙乳液中。4.为了改善轻质活性碳酸钙的性能可以加入其他添加剂如结晶控制剂、偶联剂等。5.本专利技术生产轻质(沉淀)活性碳酸钙的方法中所用的表面处理剂的配方是相对成品轻质碳酸钙的百分含量(重量)是碳酸钙 100脂肪酸盐 0.50～10表面润湿剂 0～10实施例1按传统的轻质碳酸钙生产工艺，石灰经水消化精制，在10m3精制的氢氧化钙乳液(分析氢氧化钙含量为200g/L)中加入湿硬脂酸钙(含水30％wt)75Kg(加入量约为成品碳酸钙重量的2％)，充分搅拌均匀，泵入碳化塔，然后通净化的二氧化碳(20-35％)气体进行碳酸化反应至浆液的pH＝7-8(即酚酞不变红)，成为含硬脂酸钙的碳酸钙乳液，经过脱水、在100-200℃下干燥、粉碎和包装即得成品轻质活性碳酸钙2.5吨。产品经分析达到HG/T 2567-94一级品。平均粒径为3.52μm. 实施例2按传统的轻质碳酸钙生产工艺，石灰经水消化精制，在10m3精制的氢氧化钙乳液(分析氢氧化钙含量为200g/L)中加入的湿硬脂酸钙锌复合物(钙锌比为1，含水35％wt)40Kg(加入量约为成品碳酸钙重量的1％)和乙醇30Kg(加入量约为成品碳酸钙重量的1.1％)，充分搅拌均匀，泵入碳化塔，然后通净化的二氧化碳(20-35％)气体进行碳酸化反应至浆液的pH＝7-8(即酚酞不变红)，成为含硬脂酸钙的碳酸钙乳液，经过脱水、在100-200℃下干燥、粉碎和包装即得成品轻质活性碳酸钙2.5吨。产品经分析达到HG/T 2567-94一级品。平均粒径为3.63μm. 实施例3(1)表面处理剂的制备在普通搅拌釜中加入硬脂酸钙(加入量为碳酸钙重量的2％)，再加入二份之一硬脂酸钙量的乙醇和适量水，充分搅拌成浆，配成含固量约为40％的浆液。(2)普通轻质活性碳酸钙的制备按传统的轻质碳酸钙生产工艺在精制的氢氧化钙乳液中加入上表面处理剂，充分搅拌均匀，泵入碳化塔通二氧化碳在一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轻质活性碳酸钙的生产方法，其特征在于：是在轻质碳酸钙或沉淀碳酸钙的生产工艺中，在碳酸化反应前或碳酸化反应过程中加入由水不溶性脂肪酸盐、醇或醚类表面润湿剂和水组成的表面处理剂，然后通过碳酸化反应为碳酸钙乳液经过脱水、干燥、粉碎和包装即得成品轻质活性碳酸钙。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：岳林海，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]