一种碳酸钙的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种碳酸钙的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：（1）将工业石灰与乳糖溶液混合，进行浸取反应，反应后的浸取溶液进行固液分离，得到富钙溶液和不溶杂质；（2）将步骤（1）所述富钙溶液通入含有二氧化碳的气体，进行碳化反应，反应后的碳化溶液进行固液分离，得到循环溶液和碳酸钙。所述制备方法不仅生成的碳酸钙纯度高，还可以对乳糖溶液实现循环利用。利用所述制备方法得到的碳酸钙纯度为98.5%，粒径约为2微米，形状规则。形状规则。形状规则。

【技术实现步骤摘要】
一种碳酸钙的制备方法


[0001]本专利技术涉及化工产品或材料制备领域，具体地说，涉及一种碳酸钙的制备方法。

技术介绍

[0002]碳酸钙广泛存在与自然界中，是基础研究和工业中重要的材料，它广泛应用于油墨、油漆、造纸、塑料、涂料等的填充材料。碳酸钙按照工业生产可分为重质碳酸钙（GCC）和轻质碳酸钙（PCC），一般通过直接物理粉碎天然的方解石、大理石、石灰石等原料可以得GCC，此法得到的碳酸钙形状不规则、粒径大且粒径分布较宽；通过化学合成的方法可以得到的PCC，此法工艺较复杂，得到的碳酸钙晶型多样可控，且经过改性后大大增加了碳酸钙的应用多样性，可以弥补GCC在许多中高端产品中的无法达到的性能指标。
[0003]化学法合成PCC的方法主要有碳化法、氯化钙
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苏打法、联钙法、苛碱法等。目前绝大多数企业采用碳化法合成碳酸钙，碳化法是先将石灰石高温煅烧生成氧化钙（CaO），将氧化钙与水进行消化反应生成石灰乳（Ca(OH)2），再将石灰乳和二氧化碳(CO2)反应生成碳酸钙，然后进过脱水、干燥粉碎制的碳酸钙，由于原料来源中含有一定量的杂质，且在将石灰石煅烧过程中，高温下生成的生石灰与窑气中的二氧化硫生成亚硫酸钙，导致产品碳酸钙的纯度一般低于95%。
[0004]CN108128791公开了一种浸取剂可回用的电石渣制备纳米碳酸钙的方法，所述方法采用柠檬酸盐（如柠檬酸钠，钾，钙或镁盐）作为浸取剂浸取电石渣，离心分离后可得到柠檬酸盐和Ca
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混合溶液，往所述混合溶液中通入CO2，即可生成纳米碳酸钙，碳化反应后的浸取剂可再循环使用。所述制备方法虽然减少了溶剂成本，但由于柠檬酸盐的络合能力有限，需要使用低固液比（10 g/L）提高电石渣中氢氧化钙的浸取率，而且由于柠檬酸盐溶液同样可以络合镁离子，导致生成的碳酸钙含有一定量碳酸镁杂质。
[0005]碳化法得到的碳酸钙纯度较低，为了避免这个问题，往往采用酸性介质预先对含氢氧化钙或氧化钙原料进行浸取以去除不希望的杂质，如采用盐酸、醋酸、氯化铵、硝酸铵等，这类溶剂虽然浸取效率高但溶剂回收困难，增加了溶剂成本。由于钙离子在溶液中可以和羟基形成配位，因此氢氧化钙在富含羟基的溶液中溶解度会增大，尤其是有一定空间结构的羟基组对钙离子的络合能力更好，乳糖是一种常见的二糖，从分子结构上看其在两个六元环上有丰富的羟基，使其与氢氧化钙有良好的络合能力，但当溶液中氢氧化钙浓度过高时乳糖和氢氧化钙形成的复合物会沉淀下来，从而使乳糖从溶液中分离（Olano A, Nickerson T A, Bernhard R A. RECOVERY OF LACTOSE FROM AQUEOUS SOLUTIONS: PRECIPITATION WITH CALCIUM CHLORIDE AND SODIUM HYDROXIDE），通过控制溶液中乳糖的浓度和与氢氧化钙的比例，可以使氢氧化钙高效地提取出来而不会生成沉淀。
[0006]综上所述，现有碳化法工艺生成的碳酸钙纯度较低，而通过溶剂浸取工艺虽能生成纯度高的碳酸钙，但往往存在固液比低、溶剂易挥发、环境不友好、回收困难等问题。

技术实现思路

[0007]鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种碳酸钙及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：（1）将工业石灰与乳糖溶液混合，进行浸取反应，反应后的浸取溶液进行固液分离，得到富钙溶液和不溶杂质；（2）将步骤（1）所述富钙溶液通入含有二氧化碳的气体，进行碳化反应，反应后的碳化溶液进行固液分离，得到循环溶液和碳酸钙。所述制备方法不仅生成的碳酸钙纯度高，还可以对乳糖溶液实现循环利用。
[0008]为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案，所述制备方法包括如下步骤：（1）将富钙原料与乳糖溶液混合，进行浸取反应，反应后的浸取溶液进行固液分离，得到富钙溶液和不溶杂质；（2）将步骤（1）所述富钙溶液通入含有二氧化碳的气体，进行碳化反应，反应后的碳化溶液进行固液分离，得到循环溶液和碳酸钙。
[0009]作为优选的，所述乳糖溶液的质量分数为5~20%。
[0010]作为优选的，所述工业石灰与乳糖的质量比为1：4~10。
[0011]作为优选的，所述碳化反应的终点为pH＜10。
[0012]作为优选的，所述浸取反应的温度为0~40℃，反应时间为0.5~2h。
[0013]与现有技术相比，本专利技术方案的有益效果和优势为：(1)本专利技术所述制备方法中采用乳糖溶液可以高效提取中原料中钙离子，而镁等杂质离子不会带入到富钙溶液中，制备的碳酸钙纯度高；(2)本专利技术所述制备方法采用较高固液比操作，利于工业实施，且较高固液比也提高了溶液中钙离子浓度，也利于提高后续碳化反应速率；(3)本专利技术所述制备方法使用乳糖溶液作为浸取溶剂，所述乳糖溶液是环境友好型溶剂且易回收；(4)本专利技术所述制备方法在常温常压下反应，工艺流程简单安全；(5)本专利技术所述制备方法也可以利用富含氢氧化钙的其他原料，如电石渣、钢渣等，实现废物的资源化利用。
附图说明
[0014]图1是本专利技术所述一种碳酸钙的制备方法的流程示意图，图2是本专利技术实施例所得的碳酸钙的扫描电镜图。
具体实施方式
[0015]为更好地说明本专利技术，便于理解本专利技术的技术方案，下面对本专利技术进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本专利技术的简易例子，并不代表或限制本专利技术的权利保护范围，本专利技术保护范围以权利要求书为准。
[0016]将10 g工业石灰和500 mL质量分数为10%的乳糖溶液混合反应，在室温下持续搅拌反应0.5h后，将反应后的浸取溶液进行固液分离，得到富钙溶液和不溶杂质，将所述富钙溶液通入二氧化碳气体，进行碳化反应，途中监测溶液pH值，当所述富钙溶液的pH＜10时停止通入二氧化碳气体，碳化反应完成，碳化完成后得到碳化溶液，将所述碳化溶液进行固液分离，得到循环溶液和碳酸钙滤饼，所述循环溶液留待下次使用，最后将所述碳化钙滤饼进行洗涤、烘干处理，制得产品碳酸钙。
[0017]本实施例所得到的碳酸钙，平均粒径为2微米左右且分布集中 ，碳酸钙纯度为98.5％，本实施例所得CaCO3产品的扫描电镜图如图2所示，所得CaCO3产品为正方体型聚集体。
[0018]以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不以本专利技术为限制，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳酸钙的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：（1）将工业石灰与乳糖溶液混合，进行浸取反应，反应后的浸取溶液进行固液分离，得到富钙溶液和不溶杂质；（2）将步骤（1）所述富钙溶液通入含有二氧化碳的气体，进行碳化反应，反应后的碳化溶液进行固液分离，得到循环溶液和碳酸钙。2.根据权利要求1所述的一种碳酸钙的制备方法，其特征在于：所述乳...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：彭晓伟，
类型：发明
国别省市：