香港大学招生网【纳米碳酸钙科普2】纳米碳酸钙的生产方法-白瑞碳酸钙

发布时间:2020-01-15编辑:admin阅读:3

    【纳米碳酸钙科普2】纳米碳酸钙的生产方法-白瑞碳酸钙何玉良


    纳米碳酸钙的生产方法主要有物理法和化学法两种。物理法是指从原材料到粒子的整个过程没有化学反应发生的制备方法,即对碳酸钙含量高的天然石灰石等进行机械粉碎而得到碳酸钙产品的方法。但使用一般的粉碎机粉碎到1.0微米以下是很困难的,只有采用特殊的方法和机械才有可能达到0.1微米以下,因此在实际生产中常采用化学方法进行生产。化学方法又包括复分解法和碳化法两种。

    1.1复分解法 复分解法是采用水溶性钙盐(如氯化钙等)与水溶性碳酸盐(如碳酸铵或碳酸钠等),在适当的工艺条件下进行反应,通过液—固相反应过程制得纳米级碳酸钙产品。这种方法可通过控制反应物的浓度、温度以及生成碳酸钙的过饱和度,并加入适当的添加剂等方法,得到球形、粒径极小、比表面积很大、溶解性很好的无定形碳酸钙。所得产品纯度高、白度好,但由于吸附在碳酸钙中的大量氯离子难以除尽,生产中使用的清洗法往往需要大量的时间和洗涤用水,故目前国内很少采用。
    1.2 碳化法 碳化法是将精选的石灰石煅烧,得到氧化钙和窑气。氧化钙消化生成的悬浮氢氧化钙在高剪切力作用下粉碎,多极旋液分离除去颗粒及杂质,得到一定浓度的精制氢氧化钙悬浮液;然后通入二氧化碳气体,加入适量的晶形控制剂,碳化至终点赵常玲,得到要求晶形的碳酸钙浆液;最后再经过表面处理、干燥破碎得到纳米碳酸钙产品。在碳化法中,碳化过程决了轻质碳酸钙的粒度和晶形。该方法具有产品质量好、成本低廉等优点,是目前国内外生产纳米级碳酸钙的主要方法。他主要包括间歇式碳化法、连续喷雾碳化法以及超重力碳化法等几种生产方法。
    1.2.1间歇式碳化法 间歇式碳化法生产纳米碳酸钙是以二氧化碳和氢氧化钙为原料,在搅拌鼓泡碳化塔或釜中,通入二氧化碳与经通过冷冻机降温后的氢氧化钙发生乳液反应生成碳酸钙,因其反应控制是间歇式进行,故称间歇(冷冻)式碳化法。按二氧化碳和氢氧化钙接触方式的不同读书卡怎么做,它又可以分为间歇鼓泡式碳化法和间歇搅拌式碳化法两种。间歇鼓泡式碳化法是将5~8波美度石灰乳痈冷冻机降温至25℃以下,泵入碳化塔中,保持一定液位,由塔底通入窑气鼓泡进行碳化反应,通过控制反应温度、浓度、气液比、添加剂等的工艺条件,间歇制备纳米碳酸钙。此法设备投资小,操作简单,但耗能较高,工艺条件较难控制,粒度分布较宽。 间歇搅拌式碳化法,也称釜式碳化法,是将石灰乳通过冷冻机降温至25℃以下,放入碳化反应釜中,通入二氧化碳混合气体,在搅拌下进行碳化反应。通过控制反应温度、浓度、搅拌速度、添加剂等条件间歇制备纳米碳酸钙。此法设备投资大,操作较复杂,但因搅拌气液接触面积大,反应较均匀,产品粒径分布较窄。

    1.2.2连续喷雾碳化法 连续喷雾碳化法是日本白石工业公司在20世纪70年代末开发的一种工艺,通常采用多个碳化塔,含二氧化碳的窑气从塔底进入,与塔顶喷雾成一定液滴径的石灰乳逆流接触,进行碳化反应。此种碳化工艺可以使两段式,也可以是三段式至多段式,一般以2~4段为好。段数的选择要根据用户对产品的性能要求决定。马子跃采用喷雾式碳化工艺,通过调整反应过程中氢氧化钙悬浮液的浓度、喷雾液滴径以及二氧化碳混合气体的浓度、空塔速率、气液比和浆液的每塔碳化率,即可得到平均粒径小于100nm的碳酸钙。同样,调节反应器的反应参数,可以得到立方形、链锁形、类球形等单一超细产品。例如选用三段碳化法,控制碳化过程中氢氧化钙悬浮液浓度为0.1%~10%(质量)、温度为1~30℃、一定液滴直径以及一定的空塔速度,可得到小于100nm的立方形碳酸钙。该方法生产纳米碳酸钙效率高、经济效益较好,并能实现自动化大规模生产宝清天气预报,不足之处是设备投资较大。
    1.2.3超重力碳化法 超重力碳化法是北京工业大学超重力工程技术研究中心近年来新开发的一种合成纳米碳钙的方法。它是以二氧化碳和氢氧化钙为原料文斯莫克家族,香港大学招生网根据分子反应的理论yy抢麦器,利用旋转产生的比地球重力加速度大得多的重力环境,在分子尺度上有效控制碳化反应和结晶过程,制得粒度小、分布均匀的纳米粉体碳酸钙。高速旋转的填料将氢氧化钙溶液剪切成微细的液滴、液丝和液膜日新月异造句,强大的离心力场使碳酸钙微粒一旦形成就迅速脱离氢氧化钙溶液,无法继续长大女大宿舍,同时,氢氧化钙溶液和二氧化碳气体的接触面积大大增加并迅速更新,使反应速度大大提高。采用超重碳化法生产纳米碳酸钙具有以下优点:(1)能强化二氧化碳和氢氧化钙的传递和反应,可控制二氧化碳和氢氧化钙碳化反应和结晶过程;(2)粒度均匀,平均粒径小,粒度分布范围窄,所得产品的平均粒径为15~30nm;(3)无需加入晶体抑制剂,使生产成本大大降低;(4)碳化时间比普通碳化法大大缩短,仅为传统工艺的10%~20%;(5)反应装置小,易于操作,投资少;(6)产品纯度高,质量稳定。
    1.2.4多级喷雾碳化法 在传统的气液设备中,要增大传质速率,当其他条件不变时,只有增加气—液相间的接触面积。在喷雾碳化塔中,正是借助离心力的作用,来使气—液相间的传质面积得以增大,并且由于气—液相为逆流接触,加之雾化器自身由高速旋转产生的错流切割将液体雾化为十分细小均匀的雾粒,因而同气体间的微观混合度极高,气—液相间的传质比表面积大大增大,传质系数比普通的气—液相间的增大100倍以上,从而保证了喷雾碳化塔中制备的纳米碳酸钙平均体积当量直径为35nm左右。多级喷雾碳化法制备纳米碳酸钙的基本步骤为:将经过精制的石灰乳悬浮液配置成工艺要求的浓度大黄茶,加入适量的添加剂恋爱方程式,充分混匀后泵入喷雾碳化塔顶部的雾化器中,在高速旋转产生的巨大离心力作用下,乳液被雾化为微细粒径的雾滴;经过混合、干燥含有适量的二氧化碳的混合气体由塔底部分进入,经气体分布器均匀分布在塔中,雾滴在塔内同气体进行瞬时逆向接触发生化学反应生成碳酸钙。由多级喷雾碳化法制备的碳酸钙产品的粒度细小且均匀郑日英,平均粒径在30~40nm范围内,微粒晶型可以调节控制。
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