碳酸钙

制备方法

1.轻质碳酸钙: 由石灰石生产轻质碳酸钙包括煅烧、消化、碳化、分理、干燥、粉碎等工序。原料石灰石中的碳酸钙含量应在96%以上,含镁盐1%左右,含铁、铝氧化物在0.5%以下。因此石灰石在使用前要挑选,并破碎至50～150mm。煤要求白煤,首先应破碎至38～50mm的粒度。 石灰窑为立窑,连续操作。将煤与石灰石之比为1∶8～1∶11的比例混合好,从顶上加入窑中,于900～1100℃下煅烧。原料从窑顶连续加入,生成的氧化钙从窑底不断取出。分解反应生成的二氧化碳经除尘、洗涤、干燥、压缩1.送到碳化工序。氧化钙加到化灰池中,用3～5倍的水进行消化,消化温度为90℃左右,时间1.5～2h。消化后的石灰乳浓度为10～18°Bé。经过滤除去杂质后放于生浆储池,搅拌下送至碳化塔中,碳化塔为立式气体鼓泡反应器。将经过精制的二氧化碳气体压缩后,从碳化塔底部引入,通过气体分布器进入塔内,与石灰乳接触发生碳化反应。碳化温度为60～70℃,碳化压力为0.08MPa左右,碳化反应时间与二氧化碳的浓度,流量及料液容积而不同。碳化终点可用pH值的测定决定,当pH值为7左右时,即为终点。 碳化后的碳酸钙浆料为熟浆,放于熟浆池中,然后用离心机脱水,脱水后的碳化钙含水在32%至42%之间,称为湿粉。将湿粉连续地输入回转干燥炉进行干燥,干燥炉出料的物料含水低于0.3%。再经冷却、粉碎、过筛,即得成品。 2.活性碳酸钙:生产原理与轻质碳酸钙的生产原理基本相同。不同之处是碳化条件控制严格,以生成细微颗粒的碳酸钙并加入1%～5%的硬脂酸、树脂酸、木质素或阳离子表面活性剂等进行表面处理,以调整粒子的凝聚状态并阻止结晶粒子长大。 以硬脂酸法为例介绍如下。 (1)胶的配制取4.5kg36°Bé的氢氧化钠,加入70℃热水40kg,搅拌为溶液。将15kg硬脂酸和40kg水加热溶解后,在搅拌下缓缓加入上述配制的碱液中,生成硬脂酸钠。然后,再加入6kg太古油。将溶液调至中性,再加水至总重量为162kg。此胶量可供3t成品表面处理。 (2)施胶操作在生产轻质碳酸钙的过程中,从石灰石煅烧到碳化的所有设备及操作均适用于活性碳酸钙的生产。将碳化后所生成的碳酸钙浆状物放入热浆池中,在搅拌下,缓缓加入上述配制好的硬脂酸钠 太古油胶液。每吨产品加胶量54kg,要求成品中含酯量为0.5%。加完胶后继续搅拌一段时间,使物料充分混合。 (3)后处理施胶后的碳酸钙经离心脱水后,置于干燥器内,先经自然或常温通风风干,使含水量降至10%～15%,再于80℃下烘干,使含水量在0.5%以下。然后先过24目筛、再过100目筛,即得成品。 重质碳酸钙:首先将含有CaCO3在90%以上的白石在旋转式破碎机中进行粗粉碎,使大块岩石被破碎至能通过76mm的筛网。然后在锤式粉碎机,旋转锤式磨、鼠笼式粉碎机或捣碎机、旋辊磨、硬磨机或轮碾机中进行细粉碎,使CaCO3破碎到能通过100目的筛网。最后再经附有粉碎收集器和真空管的雷蒙德真空磨或砾磨机进行粉化。再经空气分离,即利用反作用旋转或多叶导向板依靠离心分离作用除去过大尺寸的粒料。所得物料经筛选分级即得成品。反应方程式: --> --> 3.碳酸钙晶须制法:预先在Ca(OH)2浆料加入1～2μm的针状碳酸钙晶须和磷酸类化合物,再通入CO2气体得到碳酸钙晶须。或将工业生石灰进行消化后,在一定浓度的氯化镁溶液中,再通入二氧化碳气体进行气液反应,经脱水、干燥得到碳酸钙晶须。 4.超细轻质碳酸钙制法:通常采用石灰乳碳酸化法生产超细轻质碳酸钙。石灰石经过煅烧分解为生石灰和二氧化碳。生石灰消化生成石灰乳。再向石灰乳中通入二氧化碳,进行碳酸化反应产生碳酸钙,向碳酸钙浆液中加入表面处理剂,进行粒子表面处理。然后,依次进行过滤、干燥、粉碎和筛分等工艺过程得到产品。 重质碳酸钙: (1).粉碎法:将白石(天然石灰石)先在颚式破碎机中粗碎,使其块度达40-60mm,再用提升机提升至雷蒙粉碎机进行粉碎。用鼓风机将已粉碎之半成品吹至旋风分级器,进行分级。粗品返回粉碎机进行再加工。合格产品经旋风分离器分离即得产品。 超细碳酸钙: (2)研磨法:湿磨钙的原料是重质碳酸钙或白度>93°过、含钙量>98%的方解石,经配料、湿磨、压滤、烧干、包装得。 (3).沉淀法:石灰石经高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳,将石灰水消化得氢氧化钙,石灰乳经分级后与净化的二氧化碳反应,碳化结晶时加入结晶控制剂,以控制结晶型,或加入乳化剂和表面处理剂,使活性剂与刚生成的微细碳酸钙颗粒表面均匀覆盖,碳化结晶后再经离心脱水、干燥、分级、包装制得。反应方程式: --> -->

合成制备方法

 1.轻质碳酸钙：

由石灰石生产轻质碳酸钙包括煅烧、消化、碳化、分理、干燥、粉碎等工序。原料石灰石中的碳酸钙含量应在96%以上，含镁盐1%左右，含铁、铝氧化物在0.5%以下。因此石灰石在使用前要挑选，并破碎至50～150mm。煤要求白煤，首先应破碎至38～50mm的粒度。
石灰窑为立窑，连续操作。将煤与石灰石之比为1∶8～1∶11的比例混合好，从顶上加入窑中，于900～1100℃下煅烧。原料从窑顶连续加入，生成的氧化钙从窑底不断取出。分解反应生成的二氧化碳经除尘、洗涤、干燥、压缩1.送到碳化工序。氧化钙加到化灰池中，用3～5倍的水进行消化，消化温度为90℃左右，时间1.5～2h。消化后的石灰乳浓度为10～18°Bé。经过滤除去杂质后放于生浆储池，搅拌下送至碳化塔中，碳化塔为立式气体鼓泡反应器。将经过精制的二氧化碳气体压缩后，从碳化塔底部引入，通过气体分布器进入塔内，与石灰乳接触发生碳化反应。碳化温度为60～70℃，碳化压力为0.08MPa左右，碳化反应时间与二氧化碳的浓度，流量及料液容积而不同。碳化终点可用pH值的测定决定，当pH值为7左右时，即为终点。
碳化后的碳酸钙浆料为熟浆，放于熟浆池中，然后用离心机脱水，脱水后的碳化钙含水在32%至42%之间，称为湿粉。将湿粉连续地输入回转干燥炉进行干燥，干燥炉出料的物料含水低于0.3%。再经冷却、粉碎、过筛，即得成品。
2.活性碳酸钙：生产原理与轻质碳酸钙的生产原理基本相同。不同之处是碳化条件控制严格，以生成细微颗粒的碳酸钙并加入1%～5%的硬脂酸、树脂酸、木质素或阳离子表面活性剂等进行表面处理，以调整粒子的凝聚状态并阻止结晶粒子长大。
以硬脂酸法为例介绍如下。
（1）胶的配制取4.5kg36°Bé的氢氧化钠，加入70℃热水40kg，搅拌为溶液。将15kg硬脂酸和40kg水加热溶解后，在搅拌下缓缓加入上述配制的碱液中，生成硬脂酸钠。然后，再加入6kg太古油。将溶液调至中性，再加水至总重量为162kg。此胶量可供3t成品表面处理。
（2）施胶操作在生产轻质碳酸钙的过程中，从石灰石煅烧到碳化的所有设备及操作均适用于活性碳酸钙的生产。将碳化后所生成的碳酸钙浆状物放入热浆池中，在搅拌下，缓缓加入上述配制好的硬脂酸钠太古油胶液。每吨产品加胶量54kg，要求成品中含酯量为0.5%。加完胶后继续搅拌一段时间，使物料充分混合。
（3）后处理施胶后的碳酸钙经离心脱水后，置于干燥器内，先经自然或常温通风风干，使含水量降至10%～15%，再于80℃下烘干，使含水量在0.5%以下。然后先过24目筛、再过100目筛，即得成品。
重质碳酸钙：首先将含有CaCO3在90%以上的白石在旋转式破碎机中进行粗粉碎，使大块岩石被破碎至能通过76mm的筛网。然后在锤式粉碎机，旋转锤式磨、鼠笼式粉碎机或捣碎机、旋辊磨、硬磨机或轮碾机中进行细粉碎，使CaCO3破碎到能通过100目的筛网。最后再经附有粉碎收集器和真空管的雷蒙德真空磨或砾磨机进行粉化。再经空气分离，即利用反作用旋转或多叶导向板依靠离心分离作用除去过大尺寸的粒料。所得物料经筛选分级即得成品。反应方程式：

      

 

3.碳酸钙晶须制法：预先在Ca(OH)2浆料加入1～2μm的针状碳酸钙晶须和磷酸类化合物，再通入CO2气体得到碳酸钙晶须。或将工业生石灰进行消化后，在一定浓度的氯化镁溶液中，再通入二氧化碳气体进行气液反应，经脱水、干燥得到碳酸钙晶须。

 

4.超细轻质碳酸钙制法：通常采用石灰乳碳酸化法生产超细轻质碳酸钙。石灰石经过煅烧分解为生石灰和二氧化碳。生石灰消化生成石灰乳。再向石灰乳中通入二氧化碳，进行碳酸化反应产生碳酸钙，向碳酸钙浆液中加入表面处理剂，进行粒子表面处理。然后，依次进行过滤、干燥、粉碎和筛分等工艺过程得到产品。
重质碳酸钙：
(1).粉碎法：将白石（天然石灰石）先在颚式破碎机中粗碎，使其块度达40-60mm，再用提升机提升至雷蒙粉碎机进行粉碎。用鼓风机将已粉碎之半成品吹至旋风分级器，进行分级。粗品返回粉碎机进行再加工。合格产品经旋风分离器分离即得产品。
超细碳酸钙：
(2)研磨法：湿磨钙的原料是重质碳酸钙或白度＞93°过、含钙量＞98%的方解石，经配料、湿磨、压滤、烧干、包装得。
(3).沉淀法：石灰石经高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳，将石灰水消化得氢氧化钙，石灰乳经分级后与净化的二氧化碳反应，碳化结晶时加入结晶控制剂，以控制结晶型，或加入乳化剂和表面处理剂，使活性剂与刚生成的微细碳酸钙颗粒表面均匀覆盖，碳化结晶后再经离心脱水、干燥、分级、包装制得。反应方程式：

      

                                                                 

用途简介

可用作橡胶、塑料、造纸、腻子、底漆、涂料和油墨等行业的填料。广泛用于有机合成、冶金、玻璃和石棉等生产中。也可用作工业废水的中和剂、胃与十二指肠溃疡病的制酸剂、酸中毒的解毒剂、含二氧化硫废气中二氧化硫消除剂、乳牛饲料添加剂和油毛毡的防粘剂等。还可用作牙粉、牙膏及其它化妆品的原料。

用途

1.轻质碳酸钙可作为膨松剂、面粉处理剂、抗结剂、酸度调节剂、营养强化剂、固化剂等。我国规定可用于需添加膨化剂的各类食品及胶姆糖胶基，按GMP。也可用于面粉改良剂，最大使用量为0.03%；乳粉7.5～18g/kg；豆奶粉、豆粉4～20g/kg；软饮料0.4～3.4g/kg；藕粉6～8g/kg；即食早餐谷物制品2～7g/kg。FDA（184.1192,2000）不做限制性规定，按GMP。本品作膨松剂使用时多与其他品种配合使用，与碳酸氢钠、明矾等复配得到的膨松剂，遇热则缓慢地释出二氧化碳，使食品产生均匀、细腻的膨松体，可提高糕点、面包、饼干的品质。此外还有强化钙的作用，碳酸钙颗粒越小越易吸收。在日本，轻质碳酸钙用作膨松剂，一般食品中用量为1%。

2.用作饲料营养强化剂。

3.碳酸钙晶须是橡胶工业和塑料工业中使用最早，用量最大的填充剂之一。在橡胶工业中，广泛用于胶管、胶板、胶布、胶鞋及医疗制品中，是降低制品成本的良好填料。在塑料工业中，主要用于软聚氯乙烯复合物，塑料溶胶及玻璃纤维增强聚酯复合物等方面，如电线外皮、人造革及其他压出压延制品，一般用量为20份左右。在钙塑材料中也有大量应用，如硬聚氯乙烯管材，板材等。另外，本品还广泛用于造纸、涂料、油墨工业及日用化工产品中。

4.与一般粒状碳酸钙相比，碳酸钙晶须表现出显著的增强、增韧作用。碳酸钙晶须可用于增强塑料、橡胶。如用作聚酰胺、聚碳酸酯、热塑性聚酯、ABS、PP等树脂的增强改性剂，在降低成本的同时，还可以改善产品的弯曲强度、尺寸稳定性、热稳定性能。在造纸工业用作高档纸张填料，这种纸张可作为难燃纸用于室内装饰等方面。碳酸钙晶须无毒，是石棉的理想替代品，可代替石棉用作摩擦材料，制造汽车刹车片等摩擦材料。

5.是橡胶的填充料，可使橡胶色泽光艳、伸长率大、拉伸强度高、耐磨性能良好。还用作人造革、电线、聚氯乙烯、涂料、油墨和造纸等工业的填料。用于生产微孔橡胶时，可使其发泡均匀。

6.用作分析试剂，如作基准试剂。发射光谱分析中样品助熔剂、挥发性助剂。还用作硅单晶切片胶、厚膜电容材料、光学玻璃及医药工业原料。

7.用作塑料、纸张、橡胶、涂料、油墨等的白色填充剂，为应用最广的填充剂之一。其价格低廉，来源广泛，相对密度小，除具有增量作用外，还可改善加工性能及制品的性能。在胶黏剂制造中，可用作环氧胶、尼龙密封胶、氯丁密封胶等的填充剂。在某些软质聚氯乙烯中，有热稳定作用，可减少热稳定剂用量。用于聚氯乙烯糊可作为黏度调节剂。用于电线包皮、人造革等可提高制品的色调稳定性。日化行业中用作制造牙膏、牙粉等的原料。医药上用作胃和十二指肠溃疡病的制酸剂及酸中毒时的解毒剂。农业上用作乳牛饲料添加剂及抗菌剂。工业废气处理中用于去除含硫废气中的SO2。水处理中用作工业废水的中和剂及絮凝剂。油毛毡生产中用作防黏剂。葡萄酒酿造中用于消除酸味，还用作制造火柴、铅笔、蜡笔、保温材料、电焊条等的填料。

8.用于制造香粉、粉饼、水粉、胭脂等原料,制造粉类化妆品时用作香精混合剂,还主要用于牙膏作摩擦剂,属牙膏用的硬性磨料。