超细轻质碳酸钙制备试验研究.doc

超细轻质碳酸钙制备试验研究

何亚梅,李桥
(攀枝花学院材料工程学院,四川攀枝花 617000)
摘要:在CO2气体浓度和晶型控制剂H2SO4加入量不变的条件下,采用间歇鼓泡碳化法制备超细碳酸钙,研究了Ca(OH)2初始浓度、CO2气体流量的优化参数。结果表明:随反应时间的进行,pH值逐渐由13下降到7左右,温度先升后降,并趋于稳定,随CO2气体流量增加,反应总时间减少;随Ca(OH)2初始浓度增加,反应总时间增加,碳酸钙平均粒径增大,最佳Ca(OH)%~12%。
关键词:超细碳酸钙;碳化反应;Ca(OH)2浓度;CO2流量;粒度分布
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:
1 前言
轻质碳酸钙也称沉淀碳酸钙,主要通过对石灰石的煅烧反应生成石灰,再加水消化反应生成氢氧化钙,用CO2碳酸化后得到碳酸钙沉淀,通过脱水、干燥、破碎和分级得到轻钙产品[1]。超细轻质碳酸钙跟普通CaC03相比,表现出许多优异性能,使得它赋予产品某些特殊性能,如补强性、透明性、触变性和流平性等,现已成为一种重要的功能材料,广泛应用于橡胶、塑料、涂料、油墨、造纸等行业。随着超细CaC03生产成本的下降和表面改性技术的发展,专用超细CaC03品种将不断增加,其应用领域将不断拓宽,超细CaC03将具有更为广阔的市场前景[2]。国内外对超细CaCO3的制备十分重视。但到目前为止,超细CaCO3合成的基础性研究还不够完善,本研究在实验室采用间歇鼓泡碳化法制备超细碳酸钙,跟踪整个反应过程,获得了pH值、反应液温度、CO2气体流量等参数与反应时间的关系以及Ca(OH)2浓度与反应时间和碳酸钙粒径的关系,这对工业生产有一定的指导意义。
试验
药剂与仪器设备
-----------------------
收稿日期:
作者简介:何亚梅(1987 - ),女,本科,主要从事矿物材料研究。联系人:邹建新教授,**********
试验所用药品为生石灰(CaO含量90%)、浓硫酸(98%,工业纯),CO2气体(工业纯)。实验所用仪器设备为电子天平、玻璃转子流量计、GFJ-、JJ-1增力型精密电动搅拌机、内冷式碳化反应釜、SHB-111T循环水式多用真空泵、电热鼓风恒温干燥箱、超音速气流粉碎机、
激光粒度分析仪(英国MALVERN公司)等。
试验流程
试验工艺流程如图1所示。
图1 试验流程
试验过程
CO2气体流量实验
采用相同的氢氧化钙初始浓度(%)、不同的CO2气体的流量(50 l/h、100 l/h、150 l/h、200 l/h)进行碳化反应实验。反应过程中每隔5-10min用pH试纸检测反应液的pH值,并用温度计测量反应液的温度,待反应液pH值到7时且不变,反应结束。研究CO2气体流量与反应总时间的关系,反应液pH值随反应时间的变化关系,反应液温度随反应时间的变化关系。通过实验确定最佳的CO2气体的流量。
Ca(OH)2初始浓度影响实验
采用相同的CO2气体流量(150 l/h)、不同Ca(OH)2初始浓度(%、%、%、%)、晶型控制剂硫酸加入量按同一比例计算(硫酸/CaO=%(摩尔比))进行碳化反应