一种利用方解石生产轻质碳酸钙的方法及轻质碳酸钙技术

本发明专利技术属于碳酸钙制造技术领域。本发明专利技术公开了一种利用方解石生产轻质碳酸钙的方法，其包括粉碎、细磨、煅烧、消解、二氧化碳处理、二次细磨、二次煅烧、二次消解和轻质碳酸钙制备等步骤；本发明专利技术还公开了一种由上述方法制得的轻质碳酸钙。通过本发明专利技术中方法制得的轻质碳酸钙具有更高的白度、更细的粒度并且粒度分布更集中且粒度均匀，同时也具有更高的纯度。

【技术实现步骤摘要】
一种利用方解石生产轻质碳酸钙的方法及轻质碳酸钙
本专利技术涉及碳酸钙制造
，尤其是涉及一种利用方解石生产轻质碳酸钙的方法及轻质碳酸钙。
技术介绍
碳酸钙是常用的矿物产品，其是一种被广泛作为无机填料使用的矿产品。碳酸钙产品根据其生产工艺不同，分为重质碳酸钙和轻质碳酸钙。其中重质碳酸钙由含碳酸钙岩石或矿物，如石灰岩、白云岩、方解石、白云石等经过粉碎后制得，其生产成本低廉，但是其质量也相对较低端，通常被用于橡胶、塑料、密封胶等行业其中含有更多杂质，其颗粒度不均匀，白度低，只能用于低端使用场景，难以在高端产品上进行使用。现有技术中，对重质碳酸钙的生产也进行了一定的改进，如中国专利公开号CN108587240A于2018年9月28日公开了一种用方解石制备超细碳酸钙的生产工艺，其包括以下步骤：(1)将方解石清洗后进行机械粉碎，之后再置于研磨机中研磨，得粒径D90＝0.2～0.8mm的碳酸钙粗粉；(2)洒入水，使碳酸钙粗粉的含水量为7～10％，盖上塑料薄膜，放置2～3天，之后置于-7～-5℃的冷藏库中，摊开，放置6～10h；再置于通风处，并摊开，晾干至含水量为0.01～0.05％，洒入水，使碳酸钙粗粉的含水量达到1.2～1.55％；(3)将经过步骤(2)处理的碳酸钙粗粉置于研磨机中，并加入碳酸钙粗粉质量0.1～0.25％的硬脂酸钙，研磨后得粒径D90＝0.5～0.8μm的超微细碳酸钙；本专利技术通过简单的工艺即可制备得到超微细、分散性强、白度高的超微细碳酸钙，生产成本低，适用于推广应用；但是由于其生产工艺所限，其生产的还是微米级的碳酸钙粉体，同时由于其原料限制，其所制得产品的质量也不高。轻质碳酸钙，是一种经过沉淀法制得的碳酸钙产品，虽然其原料也是如石灰岩、白云岩、方解石、白云石等含碳酸钙矿物，但是由于其先经过煅烧制备生石灰再经过熟化和沉淀处理，其制得的碳酸钙纯度相对于重质碳酸钙要高一些，同时获得的碳酸钙粒度也更细；当然现有技术中也有对轻质碳酸钙生产工艺进行改进，如中国专利公告号CN1629073A于2005年6月22日公开了一种用方解石生产轻质碳酸钙，是用方解石为原料，改变燃烧方式来提高生产轻质碳酸钙的质量。选用CaCO3含量大于97％，白度高于95％的方解石为原料；采用隧道窑、倒烟窑或滚板窑；用气体燃料煅烧；解决了传统煅烧工艺燃料与原料混合不能用方解石生产轻质碳酸钙的难题；并且轻质碳酸钙的白度提高3.2个百分点；可达到97.2％，游离碱、沉降体积、酸不溶物稳定；平均粒径：0.91μm，高于法国3.8μm的标准；但是其白度及粒径的提升有限。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种利用方解石生产轻质碳酸钙的方法，通过其能够获得纯度高杂质少、白度高、粒径细且均匀的轻质碳酸钙产品；本专利技术还提供了一种由上述方法制得的轻质碳酸钙。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种利用方解石生产轻质碳酸钙的方法，包括以下步骤：a)粉碎：用粉碎机将方解石粉碎，得方解石颗粒；b)细磨：向方解石颗粒中掺入文石颗粒，进行湿磨处理并清洗干燥，制得细磨料；c)煅烧：向细磨料中混入细煤粉进行煅烧处理，制得煅烧料；d)消解：采用喷淋冲洗方式消解煅烧料，收集消解液；e)二氧化碳处理：向消解液中通入二氧化碳充分反应并干燥，制得碳酸钙；f)二次细磨：将碳酸钙湿磨干燥制得二次细磨料；g)二次煅烧：将二次细磨料混合可燃气体后进行二次煅烧，制得二次煅烧料；h)二次消解：将二次煅烧料投入到水中，冷却后制得二次消解液；i)轻质碳酸钙制备：向二次消解液中均匀投入碳酸钠与纳米碳酸钙混合物，搅拌并静置、清洗、干燥、粉碎处理，制得轻质碳酸钙。本专利技术中经过一系列的处理工艺将矿物方解石制成碳酸钙产品，其大致过程分为两步，第一步是提纯除杂，虽然方解石中碳酸钙含量较高达到95wt％及以上，但是其中仍含二氧化硅、碳酸镁、铁氧化物等杂质，为获得高纯度和高白度的碳酸钙产品，需要尽可能除去其中的这些杂质；第二步是在第一步提纯除杂基础上获得粒度更细的碳酸钙，提高碳酸钙产品的产品价值，使其能够满足高端领域的使用。第一步中，首先是将方解石粉碎磨细，在进一步磨细过程中添加部分文石可以与方解石颗粒一同研磨，文石也是一种碳酸钙矿物，但是由于其与方解石属于不同的晶型，其具有略高于方解石的硬度，同时其作为助磨剂也不会引入过度的其他杂质；方解石磨细后进入煅烧工艺，煅烧工艺中在方解石制得的细磨料中添加一定量的细煤粉，这一部分细煤粉采用杂质较少的精煤，这样在煅烧过程中，细磨料能够更好的进行煅烧，主要是能够保证与杂质相邻的碳酸钙颗粒也能够被充分煅烧，这样既能改善煅烧品质，同时也能够提高产率；下一步是消解，将煅烧料堆放并采用水对其进行喷淋，水与主要为生石灰的煅烧料反应后产生大量的热量并生成含有氢氧化钙的消解液，对消解液进行过滤冲洗除去其中的杂质，这一过程中，需要消耗大量的水，但是能够将煅烧料中的二氧化硅、铁氧化物及大部分镁氧化物除去，提高其中钙化合物的纯度；消解后就是第一次沉淀产生碳酸钙，此步骤中采用通入二氧化碳气体的方式实现氢氧化钙转化成碳酸钙的步骤，主要是利用二氧化碳处理可以降低成本，同时也比较高效。第二步中，将制得的碳酸钙再一次磨细，然后煅烧是混入可燃气体辅助进行煅烧，这样可以适当缩短煅烧处理时间，同时也提升煅烧效率和品质；第二步中之所以不采用第一步中的细煤粉进行辅助煅烧，主要是因为煤粉还是存在燃烧不充分含有部分杂质等问题，采用如天然气等可燃气体进行辅助煅烧则不存在这样的问题；煅烧后直接投入水中制得二次消解液，之后采用投入由碳酸钠及纳米碳酸钙的混合粉末进行处理，投入碳酸钠是为了使其与二次消解液中的氢氧化钙反应生成碳酸钙，而添加纳米碳酸钙的目的是为了提供碳酸钙生成过程中的晶核，利于控制碳酸钙的生成；同时在整个投入碳酸钠和纳米碳酸钙混合物并处理的过程中，都保持较低温度状态，其温度不高于15℃，在混合物投入并搅拌静置时保持温度不高于10℃。作为优选，步骤a)中，粉碎所得方解石颗粒粒径的D90值不大于100微米；所述步骤b)中，文石颗粒的粒径为30～80微米，细磨所得细磨料粒径的D90值不大于20微米；所述步骤c)中，细煤粉粒径的D90值不大于50微米；所述步骤f)中，二次细磨料粒径的D90值不大于20微米。作为优选，步骤b)中，文石颗粒掺入量为方解石颗粒重量的20～30wt％，湿磨处理时采用水作为湿磨介质，水的添加量为方解石颗粒重量的1.0～1.3倍，同时添加方解石颗粒重量0.05～0.1倍的分散剂，湿磨处理时采用不锈钢球，不锈钢球的重量为方解石颗粒重量的0.7～1.0倍，不锈钢球的粒径D50值为不大于50微米，D90值为不大于60微米。作为优选，步骤c)中，细磨料与细煤粉混合均匀后从煅烧炉底部喷入煅烧炉中进行煅烧处理，煅烧温度为1000～1200℃，煅烧时间不少于3小时。细磨料煅烧时从底部喷入，可以使之前喷入煅烧的物料保持翻腾状态，这样能够使得物料与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用方解石生产轻质碳酸钙的方法，其特征在于包括以下步骤：/na）粉碎：用粉碎机将方解石粉碎，得方解石颗粒；/nb）细磨：向方解石颗粒中掺入文石颗粒，进行湿磨处理并清洗干燥，制得细磨料；/nc）煅烧：向细磨料中混入细煤粉进行煅烧处理，制得煅烧料；/nd）消解：采用喷淋冲洗方式消解煅烧料，收集消解液；/ne）二氧化碳处理：向消解液中通入二氧化碳充分反应并干燥，制得碳酸钙；/nf）二次细磨：将碳酸钙湿磨干燥制得二次细磨料；/ng）二次煅烧：将二次细磨料混合可燃气体后进行二次煅烧，制得二次煅烧料；/nh）二次消解：将二次煅烧料投入到水中，冷却后制得二次消解液；/ni）轻质碳酸钙制备：向二次消解液中均匀投入碳酸钠与纳米碳酸钙混合物，搅拌并静置、清洗、干燥、粉碎处理，制得轻质碳酸钙。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用方解石生产轻质碳酸钙的方法，其特征在于包括以下步骤：
a）粉碎：用粉碎机将方解石粉碎，得方解石颗粒；
b）细磨：向方解石颗粒中掺入文石颗粒，进行湿磨处理并清洗干燥，制得细磨料；
c）煅烧：向细磨料中混入细煤粉进行煅烧处理，制得煅烧料；
d）消解：采用喷淋冲洗方式消解煅烧料，收集消解液；
e）二氧化碳处理：向消解液中通入二氧化碳充分反应并干燥，制得碳酸钙；
f）二次细磨：将碳酸钙湿磨干燥制得二次细磨料；
g）二次煅烧：将二次细磨料混合可燃气体后进行二次煅烧，制得二次煅烧料；
h）二次消解：将二次煅烧料投入到水中，冷却后制得二次消解液；
i）轻质碳酸钙制备：向二次消解液中均匀投入碳酸钠与纳米碳酸钙混合物，搅拌并静置、清洗、干燥、粉碎处理，制得轻质碳酸钙。


2.根据权利要求1所述的一种利用方解石生产轻质碳酸钙的方法，其特征在于：
所述步骤a）中，粉碎所得方解石颗粒粒径的D90值不大于100微米；所述步骤b）中，文石颗粒的粒径为30～80微米，细磨所得细磨料粒径的D90值不大于20微米；所述步骤c）中，细煤粉粒径的D90值不大于50微米；所述步骤f）中，二次细磨料粒径的D90值不大于20微米。


3.根据权利要求1所述的一种利用方解石生产轻质碳酸钙的方法，其特征在于：
所述步骤b）中，文石颗粒掺入量为方解石颗粒重量的20～30wt%，湿磨处理时采用水作为湿磨介质，水的添加量为方解石颗粒重量的1.0～1.3倍，同时添加方解石颗粒重量0.05～0.1倍的分散剂，湿磨处理时采用不锈钢球，不锈钢球的重量为方解石颗粒重量的0.7～1.0倍，不锈钢球的粒径D50值为不大于50微米，D90值为不大于60微米。


4.根据权利要求1所述的一种利用方解石生产轻质碳酸钙...

【专利技术属性】
技术研发人员：周毅，
申请(专利权)人：建德市宏兴钙业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33