专利名称：一种以石膏为原料制备超细轻质碳酸钙的方法
技术领域：
本发明涉及到一种以石膏为原料制备超细轻质碳酸钙的方法。
背景技术：
超细轻质碳酸钙是80年代后期发展起来的一种新型超细固体材料，作为无机填料现已广泛应用于橡胶、塑料、造纸、涂料、油墨等工业产品中。轻质碳酸钙工业化生产主要方法是以石灰乳中通入CO2气体进行碳化反应所制备。
目前我国工业副产品磷石膏、脱硫石膏、柠檬酸石膏和氟石膏逐年增多，由于一直未能得到充分利用而造成堆积，成为我国数量庞大的工业固废之一。
曾有企业采用磷石膏与氨水、碳酸氢氨反应生产目标产品硫酸铵，副产品为经济价值较低的大颗粒碳酸钙。该生产工艺虽然成功地将易于分解的碳铵转化成农业复合肥料所需的硫铵，但因经济效益的原因而难以推广。本发明对此生产工艺进行彻底改革，用酸不溶性杂质很少的脱硫石膏和柠檬酸石膏为原料，添加十二烷基硫酸钠使生成的碳酸钙颗粒细小，发明了目标产品超细轻质碳酸钙的生产方法。
发明内容
本发明提供一种以石膏为原料制备超细轻质碳酸钙的方法，以酸不溶性杂质很少的脱硫石膏和柠檬酸石膏为原料，通过与可溶性碳酸盐的沉淀转化反应生成超细碳酸钙产品。
Kθsp(CaSO4)＝9.1×10-6，Kθsp(CaCO3)＝2.9×10-9，CaSO4(s)+CO32-(aq)＝CaCO3(s)+SO42-(aq)Kθ(298.15K)＝3×103该沉淀转化反应进行地较为完全，硫酸钙可以全部转化为碳酸钙。但该沉淀转化反应一般生成大颗粒碳酸钙粉体，经济价值不大。在该反应中加入某些表面活性剂则可以控制碳酸钙颗粒的生长速率，生成0.01-0.1μm的超细碳酸钙产品。
根据上述反应机理，本发明采取如下技术方案如下以石膏为原料，加适量水调成硫酸钙固体含量为20-70％的稀糊状，加入硫酸钙物质的量0.8-1.3倍氨水或不加入，加入适量表面活性剂或不加入，再加入硫酸钙物质的量1.05-2.3倍的可溶性碳酸盐或碳酸氢盐固体，室温下搅拌或研磨30-120分钟，过滤，用水洗涤沉淀物至滤液用BaCl2溶液检验无白色沉淀，将沉淀物干燥，得到超细轻质碳酸钙。
本发明制备方法中原料主要取用脱硫石膏或柠檬酸石膏，具有资源充分利用和环境保护的作用。与现行的碳化法比较，不需炸山采石，保护了生态环境；不需煅烧石灰，节省能源并减少了二氧化碳向大气的排放量。本发明具有较为明显的社会效益和经济效益。
具体实施例方式实施例1称取脱硫石膏(来源于江苏省镇江市谏壁发电厂)干粉100克，加3％H2SO4200ml浸泡12h，过滤，滤料加入十二烷基硫酸钠0.1克，加水380ml、20％氨水50ml和碳酸氢氨固体60克，搅拌60分钟后过滤，收集滤液加稀硫酸调节pH为中性后蒸干回收硫酸铵。滤料用水反复洗涤至滤液用BaCl2溶液检验无白色沉淀，干燥，得到超细轻质碳酸钙，产品粒径约0.10微米。
实施例2称取脱硫石膏(来源于江苏省镇江市谏壁发电厂)干粉150克，加6％H2SO4250ml浸泡12h，过滤，滤料加入十二烷基硫酸钠3.0克，加水100ml和碳酸氢氨固体150克，搅拌120分钟后过滤，收集滤液加稀硫酸调节pH为中性后蒸干回收硫酸铵。滤料用水反复洗涤至滤液用BaCl2溶液检验无白色沉淀，干燥，得到超细轻质碳酸钙，产品粒径约0.03微米。
实施例3称取脱硫石膏(来源于江苏省镇江市谏壁发电厂)干粉200克，加10％H2SO4300ml浸泡12h，过滤，滤料加入十二烷基硫酸钠2.0克，加水100ml和碳酸钾固体175克，搅拌40分钟后加水100ml过滤，收集滤液加稀硫酸调节pH为中性后蒸干回收硫酸钾。滤料用水反复洗涤至滤液用BaCl2溶液检验无白色沉淀，干燥，得到超细轻质碳酸钙，产品粒径约0.07微米。
实施例4取柠檬酸石膏(来源于安徽省丰原生化学集团)按照国家标准《食品级石膏标准GB 1892-80》进行检验合格后，称取干燥后的柠檬酸石膏100克，加水100ml搅拌，再加入食品级无水碳酸钠固体65克，研磨30分钟后加水过滤，收集滤液蒸干回收硫酸钠。滤料用水反复洗涤至滤液用BaCl2溶液检验无白色沉淀，干燥，得到超细轻质碳酸钙，按照国家标准《食品添加剂沉淀碳酸钙GB1898-1996》检验合格，粒度3000目。
实施例5称取柠檬酸石膏(来源于安徽省丰原生化学集团)干粉200克，加水300ml和十二烷基硫酸钠1.0克搅拌，再加入碳酸氢钠固体205克，搅拌90分钟后过滤，收集滤液加稀硫酸调节pH为中性后蒸干回收硫酸钠。滤料用水反复洗涤至滤液用BaCl2溶液检验无白色沉淀，干燥，得到超细轻质碳酸钙，产品粒径0.06约微米。
权利要求
1.一种以石膏为原料制备超细轻质碳酸钙的方法，其特征在于该方法步骤如下以石膏为原料，加适量水调成硫酸钙固体含量为20-70％的稀糊状，然后加入硫酸钙物质的量0.8-1.3倍氨水或不加入，加入适量表面活性剂或不加入，再加入硫酸钙物质的量1.05-2.3倍的可溶性碳酸盐或碳酸氢盐固体，室温下搅拌或研磨30-120分钟，过滤，用水洗涤沉淀物至滤液用BaCl2溶液检验无白色沉淀，将沉淀物干燥，得到超细轻质碳酸钙。
2.根据权利书要求1所述一种以石膏为原料制备超细轻质碳酸钙的方法，其特征在于所述原料为脱硫石膏或柠檬酸石膏，以生产超细轻质碳酸钙为目标产品。
3.根据权利书要求1所述一种以石膏为原料制备超细轻质碳酸钙的方法，其特征在于所述表面活性剂是十二烷基硫酸钠，添加量为原料硫酸钙固体质量的0.1-2％，十二烷基硫酸钠的作用是使生成的碳酸钙颗粒细小，产品粒径0.01-0.1微米，粒度均匀。
4.根据权利书要求1所述一种以石膏为原料制备超细轻质碳酸钙的方法，其特征在于原料取用符合国家标准《食品级石膏标准GB 1892-80》的柠檬酸石膏为原料，生产过程中不加氨水和表面活性剂，添加食品级碳酸钠反应，用水洗涤沉淀物至滤液用BaCl2溶液检验无白色沉淀后干燥，可得到食品级碳酸钙，质量符合国家标准《食品添加剂沉淀碳酸钙GB1898-1996》，粒度2000-5000目。
5.根据权利书要求1所述一种以石膏为原料制备超细轻质碳酸钙的方法，其特征在于原料取用脱硫石膏为原料，先加适量1-10％硫酸溶液浸泡12h，过滤后加水调成硫酸钙固体含量为20-70％的稀糊状。
全文摘要
本发明提供一种以石膏为原料制备超细轻质碳酸钙的方法，具体步骤为石膏浆中加氨水或不加入，加入适量表面活性剂或不加入，再加入硫酸钙物质的量1.05－2.3倍的可溶性碳酸盐或碳酸氢盐固体，搅拌或研磨30－120分钟，过滤，洗涤，干燥，得到超细轻质碳酸钙。本发明制备超细碳酸钙具有资源合理利用，生产工艺简单，产品质量稳定，经济效益明显的优点。
文档编号C01F11/00GK101045544SQ200710021709
公开日2007年10月3日 申请日期2007年4月26日 优先权日2007年4月26日
发明者朱伟长 申请人:安徽工业大学