专利名称：一种微控超微细碳酸钙浆料的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种碳酸钙浆料的生产方法，具体涉及一种微控超微细碳酸钙浆料的
生产方法。
背景技术：
碳酸钙是一种用途广泛的无机盐矿物。碳酸钙是地球外壳的天然矿物。碳酸钙分 轻质碳酸钙(PCC)和重质碳酸钙(GCC)两种。随着科学技术的不断发展，目前已开发出活 性碳酸钙和纳米碳酸钙。活性碳酸钙是在普通碳酸钙的基础上进行改性而得到的，从而达 到在复合材料制品中的填充和改性的双重目的。这些改性包括对碳酸钙的结晶形态、粒子 大小、粒度分布及表面性能等方面的改性。以提高其综合性能。可在降低成本的同时，还能 改善制品的硬度、弹性模量、尺寸稳定性和热稳定性。纳米碳酸钙是以非金属矿方解石为原 料，采用沉淀法合成纳米粉体技术制备的重要无机盐新产品，粒径10-100nm，因其粒径小， 活性好，是一种新型无机材料，具有许多特殊功能，主要适用于塑料、橡胶、造纸、涂料、油 墨、食品、医药等行业，如添加在橡胶中，其硫化胶伸第率、撕裂性能、压縮变形、耐屈挠性能 比添加一般碳酸钙高。目前国内只有少数几家企业生产纳米碳酸钙，且产量甚微，不能满足 市场需求。在造纸工业使用碳酸钙，可使纸张亮度好、结构坚实、利书写、涂布均匀、摩擦度 低、易排湿以及易干燥等。由于世界造纸业从上世纪80年代初开始成功地由酸性工艺转向 碱性工艺，使填充料的使用发生了革命性的变化碳酸钙代替木桨和其他颜料，可改善纸张 的光亮度、不透性、空隙度、松密度等。碱基加工主要用于生产精细印刷和书写纸张，对新闻 纸等一些重要用纸，虽然使用酸基环境生产，但也可使用碳酸钙。目前造纸涂料配方中碳酸 钙使用量大幅增加，已从5% 10%上升到30%左右。超微细(纳米)碳酸钙在国外已有 五十年的应用历史，目前，超超微细(纳米)碳酸钙的生产流程主要包括三个关键部分碳 化工艺、活化工艺和干燥工艺，碳化工艺是其中最基本和最关键的环节。目前碳化工艺主要 采用间歇鼓泡碳化法、间歇搅拌釜碳化法、连续喷雾碳化法和超重力反应结晶法。间歇鼓泡 碳化法和间歇搅拌釜碳化法是目前国内应用最广泛的方法，是在轻质碳酸钙的生产基础之 上，通过制冷来控制碳化温度，通过添加适当的添加剂来控制产品的晶形与粒径。该法投资 少、操作简单，但有生产不连续、自动化程度低、劳动强度大、生产规模小、产品粒度分布宽、 不同批次产品的稳定性差等缺点。连续喷雾碳化法以Ca(OH)2浆液雾化后作为分散相进行 碳化反应，大大增加了气液接触面积，在反应初期易形成大量晶核，可在较高温度下生产超 细碳酸钙。该法连续性较强，但是技术较复杂、操作难度较大、喷嘴易堵塞，因此应用并不普 遍。超重力反应结晶法以强化相间传质过程为基本出发点，核心在于碳化反应在超重力离 心反应器中进行。该法产品粒径分布窄，但仍属于间歇法生产，技术复杂、能耗较高、产量较 小、设备投入较大，因此仅限于高档纳米碳酸钙的生产；申请号200510118245. 5公开了一 种超细活性碳酸钙生产的连续鼓泡碳化新工艺；这些生产方法全都采用碳化法生产，这些 都需要大量的能源，不节能，生产过程不易控制。
发明内容
本发明的目的是设计一种高度连续、操作简单、生产过程易于控制、节能的，不同 批次产品稳定性好、设备生产强度大、投资较小而生产规模大的微控超微细碳酸钙浆料的 生产方法。 为达到上述目的，本发明采用的技术方案是 将原料经过鄂式破碎机破碎，使其粒径达到180-220mm，然后用立式破碎机破碎，
使其粒径达到l-3mm，然后再用雷蒙磨进行研磨，使其粒径达到400目以上，把其送入到混
合搅拌罐中，加入60-75%的晶型导向剂、25-40%的软水和2_41 %的分散剂，进行搅拌，再
加入2-10 %的硬脂酸和8-12 %的偶联剂进行活化，再经过超细研磨机研磨，采用PLC系统
控制搅拌速度和时间以及加入助剂的量，然后即得到超微细碳酸钙浆料。 分散剂为硫酸、磷酸、焦磷酸以及它们的铵盐、碱金属盐、其它水溶性金属盐的一
种或其几种混合物。 在本发明中，被吸附在CaC03微晶表面的晶型导向剂，对CaC03微晶的晶面生长产 生一定的影响来实现晶型导向的；分散剂是防止纳米碳酸钙的一次粒子之间相互合并并凝 聚成大颗粒的二次粒子，以避免失去其应用过程中纳米粒子的特性；由于碳酸钙粒子之间 静电排斥作用使相互碰撞的概率减少，从而阻止碳酸钙颗粒之间相互靠近，防止团聚的目 的；偶联剂改性纳米碳酸钙填充NBR能提高硫化胶的物理机械性能。 精细粉体经加软水和其它辅助化学助剂后，注入到搅拌式反应釜中，达到一定液 位时，开启搅拌装置观察反应效果，当反应达到终点后停止搅拌，开启放浆阀，将熟浆液排 放到活化槽内进行活化处理。然后通过PLC自动控制系统精确掌握不同时间、不同速度进 行超细碾磨，最终实现纳米级产品；该工艺通过控制气_液_固传递、微观混合等工程手段 来控制碳酸钙粒子的结晶生长过程；通过晶体生长调节剂控制碳酸钙形态与大小；通过搅 拌打碎C02气泡、提高其气泡数量，以提高其分散效果；通过增大气液接触面积来加快反应 进程，通过加压操作以提高C02的溶解度，增大溶液中碳酸根离子的过饱和度，有利于粒子 的超细化；并引入表面改性等高新技术，使产品的纯度和白度，分散性明显优于传统工艺产 品，彻底去除了产品中的黑点杂质，产品性能指标达国家标准。 本发明将PLC自动控制系统引入到超细碳酸钙浆料生产中，技术含量高；具有以 下特点粉体加入一定量的辅助化学助剂和软水后注入到反应釜内，反应条件温和、操作简 单、选择性高、碳化、活化性能稳定、安全性能高；浆体经过超细研磨后形成纳米级产品，产 品指标达到固含量为75%，^值为7-8，颗粒比表面积为(m7g) 13. 5，工艺转化率为95%以上。 本发明经过三级精磨后，粉体加入有关配比的化学助剂，控制一定的搅拌速度、时 间，通入二氧化碳气泡被剪切而碎成很小的泡沫，二氧化碳与液体的接触面积成倍地增加， 碳化反应速度也成倍增长，结果形成较小的碳酸钙颗粒，增加搅拌速度，强化对流能加快碳 化反应速度，也加快了成核与结晶成长速度，有利于形成超细的纳米碳酸钙。本发明具有下 列优点本发明操作简便、易于操作、又使最终产品符合性能指标要求；连续操作使操作过 程简单，生产过程易于控制，节能，不同批次产品稳定性好，设备生 效率高。
下面结合实施例对本发明做进一步详细描述。
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1 : 将方解石经过鄂式破碎机破碎，使其粒径达到180mm，然后用立式破碎机破碎，使 其粒径达到lmm，然后再用雷蒙磨进行研磨，使其粒径达到400目以上，把其送入到混合搅 拌罐中，加入60%的晶型导向剂、25%的软水和41%的分散剂，进行搅拌，再加入2%的硬 脂酸和8%的偶联剂进行活化，再经过超细研磨机研磨，采用PLC系统控制搅拌速度和时间 以及加入助剂的量，然后即得到超微细碳酸钙浆料。
实施例2: 将方解石经过鄂式破碎机破碎，使其粒径达到200mm，然后用立式破碎机破碎，使 其粒径达到2mm，然后再用雷蒙磨进行研磨，使其粒径达到400目以上，把其送入到混合搅 拌罐中，加入70%的晶型导向剂、30%的软水和20%的分散剂，进行搅拌，再加入6%的硬 脂酸和10%的偶联剂进行活化，再经过超细研磨机研磨，采用PLC系统控制搅拌速度和时
间以及加入助剂的量，然后即得到超微细碳酸钙浆料。
实施例3: 将方解石经过鄂式破碎机破碎，使其粒径达到220mm，然后用立式破碎机破碎，使 其粒径达到3mm，然后再用雷蒙磨进行研磨，使其粒径达到400目以上，把其送入到混合搅 拌罐中，加入75%的晶型导向剂、40%的软水和41%的分散剂，进行搅拌，再加入10%的硬 脂酸和12%的偶联剂进行活化，再经过超细研磨机研磨，采用PLC系统控制搅拌速度和时 间以及加入助剂的量，然后即得到超微细碳酸钙浆料。 分散剂为硫酸、磷酸、焦磷酸以及它们的铵盐、碱金属盐、其它水溶性金属盐中的 一种或其几种混合物。
权利要求
一种微控超微细碳酸钙浆料的生产方法，其特征在于将原料经过鄂式破碎机破碎，使其粒径达到180-220mm，然后用立式破碎机破碎，使其粒径达到1-3mm，然后再用雷蒙磨进行研磨，使其粒径达到400目以上，把其送入到混合搅拌罐中，加入60-75％的晶型导向剂、25-40％的软水和2-41％的分散剂，进行搅拌，再加入2-10％的硬脂酸和8-12％的偶联剂进行活化，再经过超细研磨机研磨，采用PLC系统控制搅拌速度和时间以及加入助剂的量，然后即得到超微细碳酸钙浆料。
2. 根据权利要求1所述的一种微控超微细碳酸钙浆料的生产方法，其特征在于所述分散剂为硫酸、磷酸、焦磷酸以及它们的铵盐、碱金属盐、其它水溶性金属盐的一种或其几种混合物。
全文摘要
本发明公开了一种微控超微细碳酸钙浆料的生产方法，该方法为将原料经过三级破碎、研磨，把其送入到混合搅拌罐中，加入分散剂，进行搅拌，再进行活化，再经过超细研磨机研磨，采用PLC系统控制搅拌速度和时间以及加入助剂的量，然后即得到超微细碳酸钙浆料。本发明经过三级精磨后，控制一定的搅拌速度、时间，通入二氧化碳气泡被剪切而碎成很小的泡沫，二氧化碳与液体的接触面积成倍地增加，碳化反应速度也成倍增长，结果形成较小的碳酸钙颗粒，增加搅拌速度，强化对流能加快碳化反应速度，也加快了成核与结晶成长速度，有利于形成超细的纳米碳酸钙。本发明具有操作简便、易于操作、节能，又使最终产品符合性能指标要求；设备生产效率高的优点。
文档编号C01F11/00GK101734705SQ20091017274
公开日2010年6月16日 申请日期2009年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者刘武营, 周士贤, 张池桥 申请人:南召鑫泰钙业有限公司