專利名稱：一種以石膏為原料制備超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種以石膏為原料制備超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣的方法。
背景技術(shù)：
超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣是80年代后期發(fā)展起來的一種新型超細(xì)固體材料，作為無機(jī)填料現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料、造紙、涂料、油墨等工業(yè)產(chǎn)品中。輕質(zhì)碳酸鈣工業(yè)化生產(chǎn)主要方法是以石灰乳中通入CO2氣體進(jìn)行碳化反應(yīng)所制備。
目前我國工業(yè)副產(chǎn)品磷石膏、脫硫石膏、檸檬酸石膏和氟石膏逐年增多，由于一直未能得到充分利用而造成堆積，成為我國數(shù)量龐大的工業(yè)固廢之一。
曾有企業(yè)采用磷石膏與氨水、碳酸氫氨反應(yīng)生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)品硫酸銨，副產(chǎn)品為經(jīng)濟(jì)價(jià)值較低的大顆粒碳酸鈣。該生產(chǎn)工藝雖然成功地將易于分解的碳銨轉(zhuǎn)化成農(nóng)業(yè)復(fù)合肥料所需的硫銨，但因經(jīng)濟(jì)效益的原因而難以推廣。本發(fā)明對(duì)此生產(chǎn)工藝進(jìn)行徹底改革，用酸不溶性雜質(zhì)很少的脫硫石膏和檸檬酸石膏為原料，添加十二烷基硫酸鈉使生成的碳酸鈣顆粒細(xì)小，發(fā)明了目標(biāo)產(chǎn)品超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種以石膏為原料制備超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣的方法，以酸不溶性雜質(zhì)很少的脫硫石膏和檸檬酸石膏為原料，通過與可溶性碳酸鹽的沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)生成超細(xì)碳酸鈣產(chǎn)品。
Kθsp(CaSO4)＝9.1×10-6，Kθsp(CaCO3)＝2.9×10-9，CaSO4(s)+CO32-(aq)＝CaCO3(s)+SO42-(aq)Kθ(298.15K)＝3×103該沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)進(jìn)行地較為完全，硫酸鈣可以全部轉(zhuǎn)化為碳酸鈣。但該沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)一般生成大顆粒碳酸鈣粉體，經(jīng)濟(jì)價(jià)值不大。在該反應(yīng)中加入某些表面活性劑則可以控制碳酸鈣顆粒的生長速率，生成0.01-0.1μm的超細(xì)碳酸鈣產(chǎn)品。
根據(jù)上述反應(yīng)機(jī)理，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案如下以石膏為原料，加適量水調(diào)成硫酸鈣固體含量為20-70％的稀糊狀，加入硫酸鈣物質(zhì)的量0.8-1.3倍氨水或不加入，加入適量表面活性劑或不加入，再加入硫酸鈣物質(zhì)的量1.05-2.3倍的可溶性碳酸鹽或碳酸氫鹽固體，室溫下攪拌或研磨30-120分鐘，過濾，用水洗滌沉淀物至濾液用BaCl2溶液檢驗(yàn)無白色沉淀，將沉淀物干燥，得到超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣。
本發(fā)明制備方法中原料主要取用脫硫石膏或檸檬酸石膏，具有資源充分利用和環(huán)境保護(hù)的作用。與現(xiàn)行的碳化法比較，不需炸山采石，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境；不需煅燒石灰，節(jié)省能源并減少了二氧化碳向大氣的排放量。本發(fā)明具有較為明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1稱取脫硫石膏(來源于江蘇省鎮(zhèn)江市諫壁發(fā)電廠)干粉100克，加3％H2SO4200ml浸泡12h，過濾，濾料加入十二烷基硫酸鈉0.1克，加水380ml、20％氨水50ml和碳酸氫氨固體60克，攪拌60分鐘后過濾，收集濾液加稀硫酸調(diào)節(jié)pH為中性后蒸干回收硫酸銨。濾料用水反復(fù)洗滌至濾液用BaCl2溶液檢驗(yàn)無白色沉淀，干燥，得到超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣，產(chǎn)品粒徑約0.10微米。
實(shí)施例2稱取脫硫石膏(來源于江蘇省鎮(zhèn)江市諫壁發(fā)電廠)干粉150克，加6％H2SO4250ml浸泡12h，過濾，濾料加入十二烷基硫酸鈉3.0克，加水100ml和碳酸氫氨固體150克，攪拌120分鐘后過濾，收集濾液加稀硫酸調(diào)節(jié)pH為中性后蒸干回收硫酸銨。濾料用水反復(fù)洗滌至濾液用BaCl2溶液檢驗(yàn)無白色沉淀，干燥，得到超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣，產(chǎn)品粒徑約0.03微米。
實(shí)施例3稱取脫硫石膏(來源于江蘇省鎮(zhèn)江市諫壁發(fā)電廠)干粉200克，加10％H2SO4300ml浸泡12h，過濾，濾料加入十二烷基硫酸鈉2.0克，加水100ml和碳酸鉀固體175克，攪拌40分鐘后加水100ml過濾，收集濾液加稀硫酸調(diào)節(jié)pH為中性后蒸干回收硫酸鉀。濾料用水反復(fù)洗滌至濾液用BaCl2溶液檢驗(yàn)無白色沉淀，干燥，得到超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣，產(chǎn)品粒徑約0.07微米。
實(shí)施例4取檸檬酸石膏(來源于安徽省豐原生化學(xué)集團(tuán))按照國家標(biāo)準(zhǔn)《食品級(jí)石膏標(biāo)準(zhǔn)GB 1892-80》進(jìn)行檢驗(yàn)合格后，稱取干燥后的檸檬酸石膏100克，加水100ml攪拌，再加入食品級(jí)無水碳酸鈉固體65克，研磨30分鐘后加水過濾，收集濾液蒸干回收硫酸鈉。濾料用水反復(fù)洗滌至濾液用BaCl2溶液檢驗(yàn)無白色沉淀，干燥，得到超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣，按照國家標(biāo)準(zhǔn)《食品添加劑沉淀碳酸鈣GB1898-1996》檢驗(yàn)合格，粒度3000目。
實(shí)施例5稱取檸檬酸石膏(來源于安徽省豐原生化學(xué)集團(tuán))干粉200克，加水300ml和十二烷基硫酸鈉1.0克攪拌，再加入碳酸氫鈉固體205克，攪拌90分鐘后過濾，收集濾液加稀硫酸調(diào)節(jié)pH為中性后蒸干回收硫酸鈉。濾料用水反復(fù)洗滌至濾液用BaCl2溶液檢驗(yàn)無白色沉淀，干燥，得到超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣，產(chǎn)品粒徑0.06約微米。
權(quán)利要求
1.一種以石膏為原料制備超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣的方法，其特征在于該方法步驟如下以石膏為原料，加適量水調(diào)成硫酸鈣固體含量為20-70％的稀糊狀，然后加入硫酸鈣物質(zhì)的量0.8-1.3倍氨水或不加入，加入適量表面活性劑或不加入，再加入硫酸鈣物質(zhì)的量1.05-2.3倍的可溶性碳酸鹽或碳酸氫鹽固體，室溫下攪拌或研磨30-120分鐘，過濾，用水洗滌沉淀物至濾液用BaCl2溶液檢驗(yàn)無白色沉淀，將沉淀物干燥，得到超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣。
2.根據(jù)權(quán)利書要求1所述一種以石膏為原料制備超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣的方法，其特征在于所述原料為脫硫石膏或檸檬酸石膏，以生產(chǎn)超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣為目標(biāo)產(chǎn)品。
3.根據(jù)權(quán)利書要求1所述一種以石膏為原料制備超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣的方法，其特征在于所述表面活性劑是十二烷基硫酸鈉，添加量為原料硫酸鈣固體質(zhì)量的0.1-2％，十二烷基硫酸鈉的作用是使生成的碳酸鈣顆粒細(xì)小，產(chǎn)品粒徑0.01-0.1微米，粒度均勻。
4.根據(jù)權(quán)利書要求1所述一種以石膏為原料制備超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣的方法，其特征在于原料取用符合國家標(biāo)準(zhǔn)《食品級(jí)石膏標(biāo)準(zhǔn)GB 1892-80》的檸檬酸石膏為原料，生產(chǎn)過程中不加氨水和表面活性劑，添加食品級(jí)碳酸鈉反應(yīng)，用水洗滌沉淀物至濾液用BaCl2溶液檢驗(yàn)無白色沉淀后干燥，可得到食品級(jí)碳酸鈣，質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)《食品添加劑沉淀碳酸鈣GB1898-1996》，粒度2000-5000目。
5.根據(jù)權(quán)利書要求1所述一種以石膏為原料制備超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣的方法，其特征在于原料取用脫硫石膏為原料，先加適量1-10％硫酸溶液浸泡12h，過濾后加水調(diào)成硫酸鈣固體含量為20-70％的稀糊狀。
全文摘要
本發(fā)明提供一種以石膏為原料制備超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣的方法，具體步驟為石膏漿中加氨水或不加入，加入適量表面活性劑或不加入，再加入硫酸鈣物質(zhì)的量1.05－2.3倍的可溶性碳酸鹽或碳酸氫鹽固體，攪拌或研磨30－120分鐘，過濾，洗滌，干燥，得到超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣。本發(fā)明制備超細(xì)碳酸鈣具有資源合理利用，生產(chǎn)工藝簡單，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)效益明顯的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C01F11/00GK101045544SQ200710021709
公開日2007年10月3日 申請(qǐng)日期2007年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月26日
發(fā)明者朱偉長 申請(qǐng)人:安徽工業(yè)大學(xué)