一种加速碳酸化反应的碳酸钙制备方法技术

本发明专利技术公开了一种加速碳酸化反应的碳酸钙制备方法，属于碳酸钙粉体制备技术领域。所述的加速碳酸化反应的碳酸钙制备方法，是在碳酸化反应釜内壁涂覆二氧化碳气体吸附材料，待涂覆材料固定在反应釜内壁，利用经过涂覆改进的反应釜，进行碳酸化反应制备沉淀碳酸钙。本发明专利技术解决了现有技术制备的碳酸钙反应时间长，产品品质不均匀、稳定的问题。

Preparation method of calcium carbonate for accelerating carbonation reaction

The invention discloses a calcium carbonate preparation method for accelerating carbonation reaction, and belongs to the technical field of calcium carbonate powder preparation. The preparation method of calcium carbonate to accelerate the carbonation reaction is to coat the carbon dioxide gas adsorption material on the inner wall of the carbonation reactor, and the coating material is fixed on the inner wall of the reaction kettle, and the carbonated calcium carbonate is prepared by the carbonation reaction by the modified reaction kettle. The invention solves the problem of long reaction time and uneven and stable product quality of calcium carbonate prepared by the prior art.

【技术实现步骤摘要】
一种加速碳酸化反应的碳酸钙制备方法
本专利技术属于碳酸钙粉体制备
，具体涉及一种加速碳酸化反应的碳酸钙制备方法。
技术介绍
碳酸钙的生产流程中碳酸化工序非常重要。结晶控制技术包括纯粹的工艺控制技术和添加助剂控制技术，日本的碳酸钙生产以工艺控制技术为主，德国等欧洲国家以添加助剂控制技术为主。目前，国内制备纳米碳酸钙的碳酸化反应釜有很多种，包括有传统的鼓泡碳碳酸化反应釜、间歇鼓泡搅拌碳酸化反应釜，以及新使用的喷雾碳酸化反应釜、超重力碳酸化反应釜、文丘里管喷射碳酸化反应器等。简单落后的碳化设备，所需要的过程控制工艺参数很多且严格，稍有波动便影响粒子的形貌及大小。但是在现实生产过程中，有很多工艺条件，例如:石灰窑尾气二氧化碳的含量及流量、天气环境温度的变化等等，都是难以控制的，并且间歇生产，每一塔的质量难以保证重现性，产品质量经常性出现不稳定，严重制约了碳酸钙的应用发展，一种反应时间短且产品品质均匀稳定的碳酸钙碳酸化技术显得十分重要。
技术实现思路
本专利技术提供一种加速碳酸化反应的碳酸钙制备方法，以解决现有技术制备的碳酸钙反应时间长，产品品质不均匀、稳定的技术问题。为解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种加速碳酸化反应的碳酸钙制备方法，在碳酸化反应釜内壁涂覆二氧化碳吸附材料，待二氧化碳吸附材料固定在碳酸化反应釜内壁后得到改进反应釜，利用改进碳酸化反应釜进行碳酸化反应制备沉淀碳酸钙，所述二氧化碳吸附材料可以是二氧化硅、硅胶、硅酸盐、硅铝酸盐中的任意一种或几种，也可以是包括二氧化硅、硅胶、硅酸盐、硅铝酸盐中任意一种或几种在内的复配混合物。进一步地，所述二氧化碳气体吸附材料为多孔结构，二氧化碳气体吸附材料的平均比表面积为80～400m2/g，二氧化碳气体吸附材料的孔道的平均孔径为2～20nm。进一步地，所述碳酸化反应釜为鼓泡碳酸化反应釜、间歇鼓泡搅拌碳酸化反应釜、超重力碳酸化反应釜、文丘里管喷射反应釜中的任意一种。进一步地，所述涂覆内衬材料，可以是将二氧化碳吸附材料涂覆固定于内壁涂有胶水的反应釜中，可以是将内衬材料与涂料混合后涂覆固定于反应釜内壁，也可以是在碳酸化反应釜内部用其他物质反应制备二氧化碳吸附材料，反应制备的二氧化碳吸附材料在反应釜内部形成具有二氧化碳吸附性能的附着层。本专利技术的原理：本专利技术利用二氧化碳吸附材料二氧化硅、硅胶、硅酸盐、硅铝酸盐中的一种或者几种或者它们的复配物，涂覆于碳酸化反应釜内壁，利用吸附材料的吸附性能快速高效俘获二氧化碳气体，吸附材料处于反应釜内壁与氢氧化钙浆液之间有很大的接触面，这使得吸附于反应釜内壁的二氧化碳浓度有所提高，高浓度二氧化碳更有利于溶解于溶液中。二氧化碳加速溶解促进了碳酸化反应的进行，加快碳酸化反应速率，减少碳酸化反应时间同时提高了二氧化碳的利用率，还能减少二氧化碳气体的排放。本专利技术具有以下有益效果：(1)气体吸附材料直接涂覆于碳酸化反应器内部，很容易对现有碳酸化反应釜进行改进，新建碳酸化反应釜也很容易实现吸附性材料的涂覆。(2)二氧化碳吸附材料具有很强的二氧化碳俘获和吸附性能，进入反应釜的二氧化碳气体被快速有效俘获并溶解于浆液中，从而减少二氧化碳气体的逸出，提高二氧化碳气利用率；二氧化碳气体被快速吸收并溶液于浆液中，加速碳酸化反应速率，有效减少碳酸化反应的时间。(3)二氧化碳快速溶解加速碳酸化反应速率，能有效控制碳酸钙晶体的成核、生长过程。这个效果体现在纳米碳酸钙的制备中。制备粒径小于100纳米的碳酸钙需要对氢氧化钙浆液进行冷却以增加氢氧化钙在水中溶解来促进碳酸化反应初期形成更多的碳酸钙晶核，从而减少碳酸化反应后期生成的碳酸钙粒子附着于初期形成的碳酸钙晶核使碳酸钙颗粒粒径增大过程。从而达到有效控制晶核形成和生长过程。使用加速碳酸化反应速率的方法制备纳米碳酸钙的过程中，由于二氧化碳气体加速溶解于水使碳酸化反应加速，溶液中溶解的氢氧化钙极速减少促进了氢氧化钙的溶解。这就起到控制碳酸钙晶体成核和生长过程的作用。有效控制晶体成核和生长的过程就能对产品晶型进行控制，也就是对碳酸钙晶体粒径、比表面积等指标的控制，从而使得产品的品质更加均匀稳定。(4)冷冻法制备纳米碳酸钙，目的是增加氢氧化钙的溶解度来加快碳酸化反应速率控制晶体成核的速率。本专利技术使用加速碳酸化反应速率的方法来制备纳米碳酸钙，由于二氧化碳溶于水的速率加快，能够推动氢氧化钙加速溶解。涂覆二氧化碳吸附材料的反应釜通过加速溶解二氧化碳间接加速氢氧化钙溶解，可以有效提高氢氧化钙的冷却温度，使氢氧化钙浆液温度提高3℃以上，达到有效降低生产能耗的效果。(5)本专利技术设计简单，投资小，具有能耗低、反应时间短、容易操作控制的特点，应用本专利技术生产的碳酸钙品质均匀稳定。具体实施方式为便于更好地理解本专利技术，通过以下实施例加以说明，这些实施例属于本专利技术的保护范围，但不限制本专利技术的保护范围。实施例1改进碳酸化反应釜：带搅拌间歇式鼓泡碳酸化反应釜的二氧化碳吸附材料涂覆改进。在反应釜内壁均匀涂覆一层厚度3mm的胶水，在胶水干燥固化前将具有吸附二氧化碳性能的二氧化硅粉末均匀喷洒于胶水表面，使二氧化硅均匀附着于胶水表面。待胶水干燥固定住表面的二氧化硅即可使用。二氧化硅的平均比表面积为379m2/g，二氧化硅的孔道的平均孔径为5nm。实施例2改进碳酸化反应釜：超重力碳酸化反应釜的二氧化碳吸附材料涂覆改进。按重量份数计，将1份吸附二氧化碳性能的硅胶粉末与5份涂料混合，然后涂覆在超重力碳酸化反应釜的内壁，待涂覆材料完全干固后即可使用；所述二氧化碳吸附材料平均比表面积为263m2/g，二氧化碳吸附材料的孔道的平均孔径为8nm。实施例3改进碳酸化反应釜：带搅拌间歇式鼓泡碳酸化反应釜的二氧化碳吸附材料涂覆改进。在反应釜内壁均匀涂覆一层厚度1mm的胶水，在胶水干燥固化前将具有吸附二氧化碳性能的二氧化硅、硅铝酸盐粉末均匀喷洒于胶水表面，使二氧化硅和硅铝酸盐粉末均匀附着于胶水表面。待胶水干燥固定住表面的二氧化硅和硅铝酸盐粉末即可使用；所述二氧化碳吸附材料平均比表面积为86m2/g，二氧化碳吸附材料的孔道的平均孔径为19nm。实施例4一种加速碳酸化反应的碳酸钙制备方法：以实施例1改进的反应釜为反应设备制备碳酸钙，制备微细碳酸钙碳酸化条件设置：实验室用带搅拌间歇式鼓泡碳酸化反应釜，搅拌转速500转/min，装浆量15L，石灰浆比重1.070，CO2含量为30％的CO2与空气的混合气体，碳酸化反应进气量为2.4m3/h，碳酸化起始时石灰浆温度为40℃，碳酸化反应过程中不对反应釜内浆料进行温度控制。实施例5一种加速碳酸化反应的碳酸钙制备方法：以实施例2改进的反应釜为反应设备制备碳酸钙，制备微细碳酸钙碳酸化条件设置：搅拌转速1500转/min，装浆量2.5L，石灰浆比重1.060，CO2含量为40％的CO2与空气的混合气体，碳酸化反应进气量为150L/h，石灰浆流量为530L/h，循环浆液釜搅拌转速500转/min，碳酸化起始时石灰浆温度为50℃，碳酸化反应过程中不对反应釜内浆料进行温度控制。实施例6一种加速碳酸化反应的碳酸钙制备方法：第1步：制备纳米级碳酸钙碳酸化条件设置：实验室用带搅拌间歇式鼓泡碳酸化反应釜，搅拌转速500转/min，装浆量15L，石灰浆比重1.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加速碳酸化反应的碳酸钙制备方法，其特征在于，在碳酸化反应釜内壁涂覆二氧化碳吸附材料，待二氧化碳吸附材料固定在碳酸化反应釜内壁后得到改进反应釜，利用改进碳酸化反应釜进行碳酸化反应制备沉淀碳酸钙，所述二氧化碳吸附材料可以是二氧化硅、硅胶、硅酸盐、硅铝酸盐中的任意一种或几种，也可以是包括二氧化硅、硅胶、硅酸盐、硅铝酸盐中任意一种或几种在内的复配混合物。

【技术特征摘要】
1.一种加速碳酸化反应的碳酸钙制备方法，其特征在于，在碳酸化反应釜内壁涂覆二氧化碳吸附材料，待二氧化碳吸附材料固定在碳酸化反应釜内壁后得到改进反应釜，利用改进碳酸化反应釜进行碳酸化反应制备沉淀碳酸钙，所述二氧化碳吸附材料可以是二氧化硅、硅胶、硅酸盐、硅铝酸盐中的任意一种或几种，也可以是包括二氧化硅、硅胶、硅酸盐、硅铝酸盐中任意一种或几种在内的复配混合物。2.根据权利要求1所述的加速碳酸化反应的碳酸钙制备方法，其特征在于，所述二氧化碳气体吸附材料为多孔结构，二氧化碳气体吸附材料的平均比表面积为80～400m2/g，二氧化碳气体吸附材料的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王权广，童张法，蒙杨平，廖丹葵，周文英，杨征宇，钟玲萍，黄绍权，
申请(专利权)人：广西大学，广西碳酸钙产业化工程院有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45