本发明涉及一种降低轻质碳酸钙游离碱和ph值的方法，属于轻质碳酸钙的制备方法技术领域。
背景技术：
轻质碳酸钙的基本性质是一种典型的弱酸强碱盐类物质，其生产过程是将石灰石(粗碳酸钙)煅烧生成氧化钙，氧化钙经过加水消化反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与二氧化碳和水一同作用生成碳酸钙沉淀。反应式为：
caco3—△→cao+co2↑
cao+h2o→ca(oh)2
ca(oh)2+co2→caco3↓+h2o
该制备过程中的生成产物氧化钙和氢氧化钙均为强碱性物质，ph值在12.5以上，二氧化碳与水结合生成的产物碳酸h2co3则为典型的弱酸性物质。强碱与弱酸中和反应生成碱性盐，故cao+co2+h2o生成的caco3产物必然呈现碱性特征，其ph值测定必然大于7，实际测定范围在9-10。
对于某些特殊应用领域，较高的碱性是不利的。比如用于医药制药缓冲剂时，碳酸钙较高的碱性会中和掉其它呈酸性或弱酸性物质，进而降低产品收率；用于橡胶硫化时，较高的碱性会提早硫化时间，降低硫化胶的强度，制品表面甚至会出现龟裂，等等。而碳酸钙碱性高的原因大都来源于游离碱、总碱和较高的ph值。
一般而言，轻质碳酸钙中的游离碱通常以氧化钙计，一是氧化钙在消化过程中未消化完全的氧化钙粒子进入到碳酸化反应过程，二是在碳酸化反应过程中氢氧化钙ca2+离子和oh-离子的离解速度迟滞于碳酸钙的生成速度，故而这些未来得及离解的少量氢氧化钙被包裹在碳酸钙粒子中，形成假熟或包裸现象，也就是游离碱的成因。一旦将碳酸钙熟料浆延长存储时间或予以加热，这些碳酸钙中的游离碱就会释出，用酚酞试剂滴定会重新泛红。轻质碳酸钙在碳酸化反应过程中，少量的cao和ca(oh)2粒子转化率的高低决定了产品游离碱含量的多寡，也影响着ph值的高低。
其次，根据酸碱质子理论，凡能给出质子的分子或离子叫酸(质子酸)，凡能和质子结合的分子或离子叫碱(质子碱)。或者表述为：凡能供给质子的物质，都是酸；凡能接受质子的物质，都是碱。作为弱酸强碱盐的轻质碳酸钙(caco3)来说，其弱酸是碳酸(h2co3)，其强碱是氢氧化钙(ca(oh)2)。液相中的碳酸钙存在着这样的水解平衡：少量水解的碳酸钙会释出碱基，即质子碱oh-；因co2溶于水生成的产物h2co3、co32-、hco3-等弱酸或弱酸根也能和质子h结合生成碱基oh-，其水溶液的ph值也呈碱性，反应式为：
caco3+h2o—△→ca2+hco3-+oh-
caco3(s)→caco3(l)→ca2++co32-
co32-+h2o→hco3-+oh-
hco3-+h2o→co32-+oh-
由此可见，前者直接造成了轻质碳酸钙游离碱和ph值的升高，后者与游离碱无关，但同样导致了ph值的升高。正是上述反应机理造成了轻质碳酸钙生产中时或返碱的原因，故而，期望拓展轻质碳酸钙的用途，提高产品品质，则应对游离碱及ph值进行有效根治。
理论上讲，将新生成的，温度在65℃左右的轻质碳酸钙熟料浆延时陈化或将其加热到100℃以上进行熟化，均可释出粒子中的游离碱，其后加磷酸中和即可解决这一问题，但这种方法对生产是极其不利的，一是连续生产作业中，腾不出过多的空余时间，二是加热熟化对产品成本影响太大，会直接伤害到产品的市场竞争力。
目前，一般生产企业处理这一问题时，通常是在碳酸化反应结束后，向新生成的轻质碳酸钙熟料浆中滴入稀释好了的磷酸溶液，以希降低游离碱和ph值，但磷酸溶液只能与液相中的质子碱反应，而对包裹在碳酸钙粒子中的未转化的氧化钙和氢氧化钙离子则收效甚微。磷酸溶液加少了起不到任何作用，加多了又会破坏碳酸钙的结构，生成磷酸钙之类的钙盐。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种降低轻质碳酸钙游离碱和ph值的方法，去除形成游离碱的氧化钙和氢氧化钙，以期得到较低碱度的亲自碳酸钙满足特殊技术领域的应用需求。
降低轻质碳酸钙游离碱和ph值的方法是包括使用以下技术手段和措施来实现：
a、碳酸化反应结束后，搅拌条件下向新生的轻质碳酸钙熟料浆中加入相当于碳酸钙质量0.05％的蔗糖，搅拌5分钟，未及反应完全的ca(oh)2即被蔗糖溶出，形成呈碱性的蔗糖钙(c12h22o11·cao·2h2o)，此时用酚酞试剂滴定，所滴定的碳酸钙熟料浆即会泛红，表明熟料浆中以ca(oh)2形式存在的游离碱已被溶出；
b、再开启空气压缩机进行二次碳酸化反应，使溶出的游离碱与co2接触进一步生成碳酸钙，碳酸化反应8-12分钟，用酚酞试剂滴定碳酸钙熟料浆不再泛红，即表明碳酸化反应完全。然后将该熟料浆滤出、干燥、筛分后，测得游离碱含量为0.0025％，ph值为8.9。
b、再开启空气压缩机进行二次碳酸化反应，使溶出的游离碱与co2接触进一步生成碳酸钙，碳酸化反应8-12分钟，用酚酞试剂滴定碳酸钙熟料浆不再泛红，即表明碳酸化反应完全。然后将该熟料浆滤出、干燥、筛分后，测得游离碱含量为0.0025％，ph值为8.9；
或
c、向a步骤泛红的碳酸钙熟料浆中加入相对于碳酸钙重量0.01％的磷酸(h3po4)进行中和，直至再行滴定酚酞试剂时不泛红为止，即表明碳酸钙中的游离碱已基本去除，然后将该熟料浆滤出、干燥、筛分后，测得游离碱含量为0.0018％，ph值为8.6；
或
d、向a步骤泛红的碳酸钙熟料浆中加入相当于碳酸钙质量0.25％的碳酸氢铵(nh4hco3)，搅拌条件下反应10分钟，然后将该熟料浆滤出、干燥、筛分后，测得游离碱含量为0.0021％，ph值为9.0。
所述降低轻质碳酸钙游离碱和ph值的方法，a步骤处理温度控制为40-80℃，最佳温度65-70℃。
所述降低轻质碳酸钙游离碱和ph值的方法，c步骤磷酸应当在与水之比为1∶1-1∶2的条件下加水稀释后加入。
所述降低轻质碳酸钙游离碱和ph值的方法，其特征在于d步骤加入碳酸氢铵(nh4hco3)反应后，再加入相对于碳酸钙质量0.005％的磷酸(h3po4)进行中和。
本发明的技术进步效果表现在：得到的轻质碳酸钙产品具有较低的游离碱和ph值，这种产品在很多要求低碱度环境中填充使用的领域中有着特殊的意义，比如作为缓冲剂用于医药制药发酵以及橡胶硫化等。
具体实施方式
实施例1
1、碳酸化反应结束后，搅拌条件下向新生的轻质碳酸钙熟料浆中加入相当于碳酸钙重量0.05％的蔗糖(c12h22o11)，搅拌5分钟左右，未及反应完全的ca(oh)2即被蔗糖溶出，形成呈碱性的蔗糖钙(c12h22o11·cao·2h2o)，反应终点温度基本在65-70℃范围，此时用酚酞试剂滴定，所滴定的碳酸钙熟料浆即会泛红，表明熟料浆中以ca(oh)2形式存在的游离碱已被溶出；
2、此时，再向泛红的碳酸钙熟料浆中加入相对于碳酸钙质重量0.01％的磷酸(h3po4)进行中和，磷酸应当在与水之比为1∶1-1∶2的条件下加水稀释后加入，直至再行滴定酚酞试剂时不泛红为止，即表明碳酸钙中的游离碱已基本去除。
3、然后将该熟料浆滤出、干燥、筛分后，测得游离碱含量为0.0018％，ph值为8.6。
实施例2
1、同实施例1；
2、加入蔗糖反应完毕，向泛红的碳酸钙熟料浆中加入相当于碳酸钙重量0.25％的碳酸氢铵(nh4hco3)，利用碳酸氢铵中的碳酸根与释出的游离碱进行复分解反应，生成碳酸钙，搅拌条件下反应10分钟；
3、然后将该熟料浆滤出、干燥、筛分后，测得游离碱含量为0.0021％，ph值为9.0。
实施例3
1、2、同实施例2；
3、再加入相对于碳酸钙质量0.005％的磷酸(h3po4)进行中和；
4、然后将该熟料浆滤出、干燥、筛分后，测得游离碱含量为0.0015％，ph值为7.8。
实施例4
1、同实施例1；
2、此时，再开启空气压缩机进行二次碳酸化反应，使溶出的游离碱与co2接触进一步生成碳酸钙，碳酸化反应约10分钟左右，用酚酞试剂滴定碳酸钙熟料浆不再泛红，即表明碳酸化反应完全；
3、然后将该熟料浆滤出、干燥、筛分后，测得游离碱含量为0.0025％，ph值为8.9。
本发明的制备方法简易可行，添加试剂无毒无害，绿色环保。
本发明给出的实施例旨在说明这种技术方案的可行性，比如上述碳酸化反应加入蔗糖亦可以加入其他单糖或多糖；中和反应中选择一种弱酸或中等强度的酸加入到碳酸钙熟料浆中，或者加入一种碳酸盐使的碳酸根(co3)与释出的ca(oh)2发生复分解反应，生成碳酸钙；均不是对具体技术内容构成限制。