本发明专利技术提供一种棒状碳酸钙及其制备方法和应用。所述制备方法包括以下步骤：(1)将钙源溶于去离子水中后再加入酸性溶液进行混合，得到第一混合液；(2)将步骤(1)所述第一混合液进行温度调节后，加入弱碱溶液调节pH，得到第二混合液；(3)向步骤(2)所述第二混合液中通入二氧化碳进行碳化反应至反应液的pH为7.0～7.5后，陈化、过滤、洗涤和干燥得到所述棒状碳酸钙。本发明专利技术制备得到的碳酸钙的表面平滑，具有较大的长径比，且所含的杂质较少，制备的工艺简单，容易实现工业化，具有良好的应用前景。
1、碳酸钙广泛应用于塑料、造纸、涂料、油墨、日化等行业。碳酸钙一般用作填充材料，具有无毒、成本低、原料丰富的优点。碳酸钙从粒径大小进行分类：分别为微米级、亚微米级、纳米级，同时碳酸钙具有多种形貌，如立方体、纺锤形、针状、球形等。由于碳酸钙形貌及尺寸的差异化，在应用上体现出不同的功能性，晶须状碳酸钙作为增强材料，可以向纤维一样能够显著增强机体的韧性，同时使基体的可塑性增强；通过改变粒径，在加工过程中可以改善物料的流变性能。目前纺锤形碳酸钙应用最多的为造纸行业，可提高纸的表面光泽，使用针棒状碳酸钙填料，有利于增强材料整体韧性、提高强度和撕拉性能。我国是碳酸钙资源大国，但在产品的开发上还存在产品附加值低、技术含量低、品种单一、重复性严重等问题，高档碳酸钙产品大多还依靠进口，在世界碳酸钙行业中处于比较落后的地位。
2、目前碳酸钙生产工艺多数是采用将co2通入ca(oh)2悬浮液的co2碳化方法，通过加入大量的晶型控制剂如mgcl2等调控碳酸钙晶型从而控制得到不同形貌，但是此方法成本较高且较容易含有mg杂质，不太适合大规模生产。
3、cn 110844930a公开了一种中空棒状碳酸钙的制备方法，称取氧化钙溶于水中后得到氢氧化钙浆料，将氢氧化钙浆料中加入d-葡萄糖酸钠，然后通入二氧化碳气体，得到产品浆液，将产品浆液抽滤洗涤后，分离得到粉末状的中空棒状碳酸钙。但是制备过程中工艺控制需要进一步改善，产品的粒径大小需要进一步改善。
>4、cn 110451545 a公开了一种pe透气膜用棒状碳酸钙的制备方法，通过调控，通过将二氧化碳通入ca(oh)2悬浮液的co2碳化方法，加入焦磷酸四钠来实现碳化反应买得到不同的形貌。存在成本高的问题，不适合于大规模生产。5、因此，如何制备一种低成本可大规模生产的性能优异的棒状碳酸钠，是本领域重要的研究方向。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种棒状碳酸钙及其制备方法和应用。
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术的目的之一在于提供一种棒状碳酸钙的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
4、(1)将钙源溶于去离子水中后再加入酸性溶液进行混合，得到第一混合液；
5、(2)将步骤(1)所述第一混合液进行温度调节后，加入弱碱溶液调节ph，得到第二混合液；
6、(3)向步骤(2)所述第二混合液中通入二氧化碳进行碳化反应至反应液的ph为7.0～7.5后，陈化、过滤、洗涤和干燥得到所述棒状碳酸钙。
7、本专利技术中将一定量的钙源溶于水中，加入酸后充分混合得到不同浓度的钙离子溶液，对溶液调节温度后，再调节ph后，通入二氧化碳气体，进行碳化反应，整个过程通过调节溶液中不同钙离子和碳酸根离子浓度积来控制得到棒状碳酸钙，当反应液ph值降到7.0～7.5时，停止对二氧化碳的通入，得到碳酸钙浆料，将碳酸钙浆料经过过滤、烘干、粉碎，得到棒状碳酸钙粉体。
8、作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述钙源包括氢氧化钙。
9、优选地，步骤(1)所述酸性溶液为盐酸、硫酸、硝酸或有机酸中的任意一种或至少两种的组合，其中所述组合典型但非限制性实例有：盐酸和硫酸的组合、硫酸和硝酸的组合、硝酸和醋酸的组合或醋酸和有机酸的组合等。
10、优选地，所述有机酸包括醋酸。
11、优选地，所述酸性溶液的h+浓度为17～18mol/l，其中所述浓度可以是17mol/l、17.1mol/l、17.2mol/l、17.3mol/l、17.4mol/l、17.5mol/l、17.6mol/l、17.7mol/l、17.8mol/l、17.9mol/l或18mol/l等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
12、作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述钙源和去离子水的质量比为(0.007～0.02)：1，其中所述质量比可以是0.007：1、0.008：1、0.009：1、0.01：1、0.011：1、0.012：1、0.013：1、0.014：1、0.015：1、0.016：1、0.017：1、0.018：1、0.019：1或0.02：1等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
13、优选地，步骤(1)所述钙源和酸性溶液的质量比为(0.5～0.7)：1，其中所述质量比可以是0.5：1、0.52：1、0.54：1、0.56：1、0.58：1、0.60：1、0.62：1、0.64：1、0.66：1、0.68：1或0.7：1等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
14、优选地，步骤(1)所述钙源的质量浓度为0.1～3％，其中所述质量浓度可以是0.1％、0.5％、1.0％、1.5％、2.0％、2.5％或3％等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
15、作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述混合的温度为25～30℃，其中所述温度可以是25℃、26℃、27℃、28℃、29℃或30℃等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
16、优选地，步骤(1)所述混合的时间为5～20min，其中所述时间可以是5min、6min、7min、8min、9min、10min、11min、12min、13min、14min、15min、16min、17min、18min、19min或20min等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
17、作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)所述弱碱溶液包括氨水。
18、优选地，所述弱碱和所述第一混合液的体积比为(0.02～0.03)：1，其中所述体积比可以是0.021：1、0.022：1、0.023：1、0.024：1、0.025：1、0.026：1、0.027：1、0.028：1、0.029：1或0.03：1等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
19、作为本专利技术优选的技术方案，步骤(2)所述温度调节的方法包括水浴加热。
20、优选地，步骤(2)所述温度调节为控制温度在20～90℃，其中所述温度可以是20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃或90℃等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
21、优选地，步骤(2)所述ph为9.0～11.0，其中所述ph可以是9.0、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9、10.0、10.1、10.2、10.3、10.4、10.5、10.6、10.7、10.8、10.9或11.0等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
22、作为本专利技术优选的技本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种棒状碳酸钙的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述钙源包括氢氧化钙；
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述钙源和去离子水的质量比为(0.007～0.02)：1；
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合的温度为25～30℃；
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述弱碱溶液包括氨水；
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述温度调节的方法包括水浴加热；
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述二氧化碳的体积浓度为20～100％；
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述碳化反应的温度为70～90℃；
9.一种棒状碳酸钙，其特征在于，所述棒状碳酸钙由权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到；
10.一种如权利要求9所述的棒状碳酸钙的应用，其特征在于，所述棒状碳酸钙应用于化工填料领域。
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【技术特征摘要】
1.一种棒状碳酸钙的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述钙源包括氢氧化钙；
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述钙源和去离子水的质量比为(0.007～0.02)：1；
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合的温度为25～30℃；
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述弱碱溶液包括氨水；
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩永生，任松，黄浩洋，李佳妍，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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