本發(fā)明屬于碳酸鈣制備技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種功能性碳酸鈣的制備方法。
背景技術(shù):
碳酸鈣是塑料行業(yè)用量最大、使用最方便、價格最低廉的無機填料。用碳酸鈣填充改性塑料不僅可以降低成本、節(jié)約石油資源,而且能夠改善制品的耐蠕變性能、熱變形溫度、尺寸穩(wěn)定性能和成型加工性能等。
碳酸鈣根據(jù)生產(chǎn)方法不同分為重質(zhì)碳酸鈣(簡稱重鈣)和輕質(zhì)碳酸鈣(簡稱輕鈣)。重鈣是將碳酸鈣礦石即方解石或大理石經(jīng)選礦、粉碎、分級包裝而成,生產(chǎn)方法簡便、能耗小、成本低;而輕鈣是用化學方法制成的,即石灰石煅燒、石灰消化、碳化生成碳酸鈣,再經(jīng)脫水、干燥、篩分而成。
從上述輕鈣制備的過程可以看出,生產(chǎn)輕鈣的成本高于普通重鈣,而且污染重、能耗大,如從原料資源來說,輕鈣原料資源更豐富。但輕質(zhì)碳酸鈣比重質(zhì)碳酸鈣細吸油值大,膠料吸光性就會增大,產(chǎn)品表面就會呈現(xiàn)亞面或霧面效果。所以在塑膠行業(yè)中往往采用輕、重質(zhì)碳酸鈣混合加入的方法。但目前的輕鈣、重鈣復合方法繁瑣,能耗較大,且吸油值高。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提出一種功能性碳酸鈣的制備方法,解決了現(xiàn)有技術(shù)中輕鈣、重鈣復合方法繁瑣,能耗較大,且吸油值高的技術(shù)問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
一種功能性碳酸鈣的制備方法,包括以下步驟:
重鈣制備:將原料方解石或硅灰石進行粉碎、研磨;
輕鈣制備:根據(jù)重鈣的晶型和粒度進行輕鈣制備;
復合:將制備好的1~10份重鈣和100份輕鈣放入復合池攪拌均勻;
成品:將復合好的產(chǎn)品經(jīng)進行脫水,烘干,制成成品。
作為進一步的技術(shù)方案,所述輕鈣制備步驟具體為,
消化:將原料氧化鈣與水按照1:8的比例進行消化;
添加晶型控制劑:消化完成后,根據(jù)重鈣晶型向漿液中添加相應(yīng)晶型控制劑,攪勻;
一次碳化:攪勻后,開始一次碳化,期間對漿液進行勻速攪拌;
陳化:一次碳化后,將漿液存入儲罐進行陳化;
二次碳化:陳化完成后,開始二次碳化,期間對漿液進行勻速攪拌。
作為進一步的技術(shù)方案,所述重鈣研磨步驟中在重鈣達到1000~1200目后停止研磨。
作為進一步的技術(shù)方案,所述復合步驟中攪拌速度為60轉(zhuǎn)/min,攪拌時間為40分鐘。
作為進一步的技術(shù)方案,所述一次碳化步驟中一次碳化在漿液的PH值達到8.5~9.0時停止,所述二次碳化步驟中二次碳化在漿液的PH值達到7.0時停止。
作為進一步的技術(shù)方案,所述一次碳化步驟和所述二次碳化步驟中攪拌速度均為100轉(zhuǎn)/min。
作為進一步的技術(shù)方案,所述陳化步驟中陳化的時間為4個小時。
作為進一步的技術(shù)方案,所述一次碳化步驟中晶型控制劑的添加量為氧化鈣總重量的0.1%~0.3%。
作為進一步的技術(shù)方案,所述一次碳化步驟和所述二次碳化步驟中碳化溫度為60°~65°。
作為進一步的技術(shù)方案,所述添加晶型控制劑步驟中晶型控制劑為白糖、葡萄糖、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、草酸、乙酸、檸檬酸、EDTA、氯化鋅、硫酸鋅、氯化鋁、硫酸鋁其中的一種或多種。
本發(fā)明使用原理及有益效果為:
1、本發(fā)明改變了傳統(tǒng)輕鈣與重鈣的復合方式,制備時先選擇好所需要的重鈣原料,確定好重鈣的晶型(其中方解石為立方體型,硅灰石為針狀晶體)和尺寸(研磨后的粒度),再根據(jù)重鈣的晶型和尺寸設(shè)置輕鈣的制備工藝,選擇合適的晶型控制劑,使得制備好的輕鈣與重鈣晶型和粒度均相同,這一設(shè)置有效省去了傳統(tǒng)輕鈣和重鈣復合工藝中的研磨工序,縮短了復合時間,降低了復合時能耗和設(shè)備磨損,也無需在復合工藝中添加攪拌劑,節(jié)省了生產(chǎn)成本。同時,在輕鈣制備過程中相較于傳統(tǒng)工藝采用了較低的攪拌速率,更有利于碳化過程中晶核和晶體的生成,提高了晶型成型時的穩(wěn)定性和可控性,并且實現(xiàn)了常溫碳化,在一次碳化和二次碳化時無需控制溫度,進一步降低了生產(chǎn)過程中所需的能耗,提高了工作效率。本發(fā)明通過巧妙的工藝設(shè)計,將輕鈣制備與復合(輕鈣和重鈣)工藝有機的結(jié)合在一起,有效節(jié)省了工作流程,降低了生產(chǎn)能耗和成本,提高了生產(chǎn)效率,實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的可控性,設(shè)置科學合理。
采用本發(fā)明提出的制備方法生產(chǎn)出的碳酸鈣沉積體積可達2.7mL/g~4.0mL/g,大多高于一般輕鈣(2.4mL/g~2.8mL/g)和復合碳酸鈣;粒度分布主要集中在0.1~16μm,遠遠窄于一般復合碳酸鈣(0.1~25μm);吸油值可達60%~70%,遠低于一般復合碳酸鈣的85%。同時由部分產(chǎn)品的電子顯微照片也可看出本發(fā)明所得產(chǎn)品粒度均勻,分布緊湊。由此看來,本發(fā)明制得的產(chǎn)品體積高、粒度分布窄、吸油值低,流動性、分散性也得到極大改善,性能遠優(yōu)于市場上同類產(chǎn)品。經(jīng)測試,所得到的產(chǎn)品在橡膠和塑料方面應(yīng)用,可增加填量20%,使得橡塑制品的強度提高8%、韌性提高11%。
附圖說明
下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
圖1為本發(fā)明工藝流程示意圖;
圖2為本發(fā)明實施例4的電子掃描顯像圖;
圖3為本發(fā)明實施例8的電子掃描顯像圖;
圖4為本發(fā)明實施例4的粒度分布與復合漿液體積百分比的關(guān)系圖;
圖5為本發(fā)明實施例8的粒度分布與復合漿液體積百分比的關(guān)系圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
如圖1~5所示,本發(fā)明提出的一種功能性碳酸鈣的制備方法,包括以下步驟:
重鈣制備:將原料方解石或硅灰石進行粉碎、研磨;
輕鈣制備:根據(jù)重鈣的晶型和粒度進行輕鈣制備;
復合:將制備好的1~10份重鈣和100份輕鈣放入復合池攪拌均勻;
成品:將復合好的產(chǎn)品經(jīng)進行脫水,烘干,制成成品。
所述輕鈣制備步驟具體為,
消化:將原料氧化鈣與水按照1:8的比例進行消化;
添加晶型控制劑:消化完成后,根據(jù)重鈣晶型向漿液中添加相應(yīng)晶型控制劑,攪勻;
一次碳化:攪勻后,開始一次碳化,期間對漿液進行勻速攪拌;
陳化:一次碳化后,將漿液存入儲罐進行陳化;
二次碳化:陳化完成后,開始二次碳化,期間對漿液進行勻速攪拌。
進一步,所述重鈣研磨步驟中在重鈣達到1000~1200目后停止研磨。
進一步,所述復合步驟中攪拌速度為60轉(zhuǎn)/min,攪拌時間為40分鐘。
進一步,所述一次碳化步驟中一次碳化在漿液的PH值達到8.5~9.0時停止,所述二次碳化步驟中二次碳化在漿液的PH值達到7.0時停止。
進一步,所述一次碳化步驟和所述二次碳化步驟中攪拌速度均為100轉(zhuǎn)/min。
進一步,所述陳化步驟中陳化的時間為4個小時。
進一步,所述一次碳化步驟中晶型控制劑的添加量為氧化鈣總重量的0.1%~0.3%。
進一步,所述一次碳化步驟和所述二次碳化步驟中碳化溫度為60°~65°。
進一步,所述添加晶型控制劑步驟中晶型控制劑為白糖、葡萄糖、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、草酸、乙酸、檸檬酸、EDTA、氯化鋅、硫酸鋅、氯化鋁、硫酸鋁其中的一種或多種。
實施例1
將原料方解石或硅灰石進行粉碎、研磨,直至制成粒度為1200目的重鈣。將氧化鈣按照氧化鈣與水1:8的比例放入水中進行消化處理,之后向消化后的漿液中添加晶型控制劑并攪勻,添加量為氧化鈣添加量的0.1%。攪勻后開始一次碳化,一次碳化在漿液PH值達到8.5時停止,之后將漿液放置到儲漿池內(nèi)進行陳化,陳化時間為4小時,之后對漿液進行二次碳化,二次碳化在漿液PH值達到7.0時停止,輕鈣制備完成。其中,一次碳化和二次碳化期間需對漿液進行勻速攪拌,攪拌速度為100轉(zhuǎn)/min,碳化溫度為65°,碳化時間為1小時40分鐘。
將10份重鈣和100份輕鈣放入復合池進行攪拌,攪拌速度為60轉(zhuǎn)/min,攪拌時長為40分鐘,之后將復合好的產(chǎn)品經(jīng)進行脫水,烘干,制成成品。經(jīng)檢測,該成品沉積體積為4.0mL/g,粒度分布為0.8~10μm,吸油值為65%。
實施例2
將原料方解石或硅灰石進行粉碎、研磨,直至制成粒度為1200目的重鈣。將氧化鈣按照氧化鈣與水1:8的比例放入水中進行消化處理,之后向消化后的漿液中添加晶型控制劑并攪勻,添加量為氧化鈣添加量的0.2%。攪勻后開始一次碳化,一次碳化在漿液PH值達到8.5時停止,之后將漿液放置到儲漿池內(nèi)進行陳化,陳化時間為4小時,之后對漿液進行二次碳化,二次碳化在漿液PH值達到7.0時停止,輕鈣制備完成。其中,一次碳化和二次碳化期間需對漿液進行勻速攪拌,攪拌速度為100轉(zhuǎn)/min,碳化溫度為65°,碳化時間為1小時40分鐘。
將10份重鈣和100份輕鈣放入復合池進行攪拌,攪拌速度為60轉(zhuǎn)/min,攪拌時長為40分鐘,之后將復合好的產(chǎn)品經(jīng)進行脫水,烘干,制成成品。經(jīng)檢測,該成品沉積體積為3.5mL/g,粒度分布為0.5~12μm,吸油值為63%。
實施例3
將原料方解石或硅灰石進行粉碎、研磨,直至制成粒度為1200目的重鈣。將氧化鈣按照氧化鈣與水1:8的比例放入水中進行消化處理,之后向消化后的漿液中添加晶型控制劑并攪勻,添加量為氧化鈣添加量的0.3%。攪勻后開始一次碳化,一次碳化在漿液PH值達到8.5時停止,之后將漿液放置到儲漿池內(nèi)進行陳化,陳化時間為4小時,之后對漿液進行二次碳化,二次碳化在漿液PH值達到7.0時停止,輕鈣制備完成。其中,一次碳化和二次碳化期間需對漿液進行勻速攪拌,攪拌速度為100轉(zhuǎn)/min,碳化溫度為65°,碳化時間為1小時40分鐘。
將10份重鈣和100份輕鈣放入復合池進行攪拌,攪拌速度為60轉(zhuǎn)/min,攪拌時長為40分鐘,之后將復合好的產(chǎn)品經(jīng)進行脫水,烘干,制成成品。經(jīng)檢測,該成品沉積體積為3.0mL/g,粒度分布為1.4~15μm,吸油值為64%。
實施例4
將原料方解石或硅灰石進行粉碎、研磨,直至制成粒度為1200目的重鈣。將氧化鈣按照氧化鈣與水1:8的比例放入水中進行消化處理,之后向消化后的漿液中添加晶型控制劑并攪勻,添加量為氧化鈣添加量的0.4%。攪勻后開始一次碳化,一次碳化在漿液PH值達到8.5時停止,之后將漿液放置到儲漿池內(nèi)進行陳化,陳化時間為4小時,之后對漿液進行二次碳化,二次碳化在漿液PH值達到7.0時停止,輕鈣制備完成。其中,一次碳化和二次碳化期間需對漿液進行勻速攪拌,攪拌速度為100轉(zhuǎn)/min,碳化溫度為65°,碳化時間為1小時40分鐘。
將10份重鈣和100份輕鈣放入復合池進行攪拌,攪拌速度為60轉(zhuǎn)/min,攪拌時長為40分鐘,之后將復合好的產(chǎn)品經(jīng)進行脫水,烘干,制成成品。經(jīng)檢測,該成品沉積體積為2.8mL/g,粒度分布為0.2~16μm,吸油值為71%。
實施例5
將原料方解石或硅灰石進行粉碎、研磨,直至制成粒度為1200目的重鈣。將氧化鈣按照氧化鈣與水1:8的比例放入水中進行消化處理,之后向消化后的漿液中添加晶型控制劑并攪勻,添加量為氧化鈣添加量的0.1%。攪勻后開始一次碳化,一次碳化在漿液PH值達到8.5時停止,之后將漿液放置到儲漿池內(nèi)進行陳化,陳化時間為4小時,之后對漿液進行二次碳化,二次碳化在漿液PH值達到7.0時停止,輕鈣制備完成。其中,一次碳化和二次碳化期間需對漿液進行勻速攪拌,攪拌速度為100轉(zhuǎn)/min,碳化溫度為45°,碳化時間為2小時30分鐘。
將10份重鈣和100份輕鈣放入復合池進行攪拌,攪拌速度為60轉(zhuǎn)/min,攪拌時長為40分鐘,之后將復合好的產(chǎn)品經(jīng)進行脫水,烘干,制成成品。經(jīng)檢測,該成品沉積體積為2.5mL/g,粒度分布為0.1~15μm,吸油值為76%。
實施例6
將原料方解石或硅灰石進行粉碎、研磨,直至制成粒度為1200目的重鈣。將氧化鈣按照氧化鈣與水1:8的比例放入水中進行消化處理,之后向消化后的漿液中添加晶型控制劑并攪勻,添加量為氧化鈣添加量的0.1%。攪勻后開始一次碳化,一次碳化在漿液PH值達到8.5時停止,之后將漿液放置到儲漿池內(nèi)進行陳化,陳化時間為4小時,之后對漿液進行二次碳化,二次碳化在漿液PH值達到7.0時停止,輕鈣制備完成。其中,一次碳化和二次碳化期間需對漿液進行勻速攪拌,攪拌速度為100轉(zhuǎn)/min,碳化溫度為60°,碳化時間為2小時。
將10份重鈣和100份輕鈣放入復合池進行攪拌,攪拌速度為60轉(zhuǎn)/min,攪拌時長為40分鐘,之后將復合好的產(chǎn)品經(jīng)進行脫水,烘干,制成成品。經(jīng)檢測,該成品沉積體積為3.5mL/g,粒度分布為0.8~12μm,吸油值為67%。
實施例7
將原料方解石或硅灰石進行粉碎、研磨,直至制成粒度為1200目的重鈣。將氧化鈣按照氧化鈣與水1:8的比例放入水中進行消化處理,之后向消化后的漿液中添加晶型控制劑并攪勻,添加量為氧化鈣添加量的0.1%。攪勻后開始一次碳化,一次碳化在漿液PH值達到8.5時停止,之后將漿液放置到儲漿池內(nèi)進行陳化,陳化時間為4小時,之后對漿液進行二次碳化,二次碳化在漿液PH值達到7.0時停止,輕鈣制備完成。其中,一次碳化和二次碳化期間需對漿液進行勻速攪拌,攪拌速度為100轉(zhuǎn)/min,碳化溫度為70°,碳化時間為1小時30分鐘。
將10份重鈣和100份輕鈣放入復合池進行攪拌,攪拌速度為60轉(zhuǎn)/min,攪拌時長為40分鐘,之后將復合好的產(chǎn)品經(jīng)進行脫水,烘干,制成成品。經(jīng)檢測,該成品沉積體積為3.5mL/g,粒度分布為0.9~12μm,吸油值為71%。
實施例8
將原料方解石或硅灰石進行粉碎、研磨,直至制成粒度為1000目的重鈣。將氧化鈣按照氧化鈣與水1:8的比例放入水中進行消化處理,之后向消化后的漿液中添加晶型控制劑并攪勻,添加量為氧化鈣添加量的0.1%。攪勻后開始一次碳化,一次碳化在漿液PH值達到8.5時停止,之后將漿液放置到儲漿池內(nèi)進行陳化,陳化時間為4小時,之后對漿液進行二次碳化,二次碳化在漿液PH值達到7.0時停止,輕鈣制備完成。其中,一次碳化和二次碳化期間需對漿液進行勻速攪拌,攪拌速度為100轉(zhuǎn)/min,碳化溫度為65°,碳化時間為1小時40分鐘。
將10份重鈣和100份輕鈣放入復合池進行攪拌,攪拌速度為60轉(zhuǎn)/min,攪拌時長為40分鐘,之后將復合好的產(chǎn)品經(jīng)進行脫水,烘干,制成成品。經(jīng)檢測,該成品沉積體積為4.0mL/g,粒度分布為1~11μm,吸油值為61%。
實施例9
將原料方解石或硅灰石進行粉碎、研磨,直至制成粒度為1000目的重鈣。將氧化鈣按照氧化鈣與水1:8的比例放入水中進行消化處理,之后向消化后的漿液中添加晶型控制劑并攪勻,添加量為氧化鈣添加量的0.1%。攪勻后開始一次碳化,一次碳化在漿液PH值達到8.5時停止,之后將漿液放置到儲漿池內(nèi)進行陳化,陳化時間為4小時,之后對漿液進行二次碳化,二次碳化在漿液PH值達到7.0時停止,輕鈣制備完成。其中,一次碳化和二次碳化期間需對漿液進行勻速攪拌,攪拌速度為100轉(zhuǎn)/min,碳化溫度為60°,碳化時間為1小時40分鐘。
將10份重鈣和100份輕鈣放入復合池進行攪拌,攪拌速度為60轉(zhuǎn)/min,攪拌時長為40分鐘,之后將復合好的產(chǎn)品經(jīng)進行脫水,烘干,制成成品。經(jīng)檢測,該成品沉積體積為3.7mL/g,粒度分布為0.9~12μm,吸油值為63%。
實施例10
將原料方解石或硅灰石進行粉碎、研磨,直至制成粒度為1200目的重鈣。將氧化鈣按照氧化鈣與水1:8的比例放入水中進行消化處理,之后向消化后的漿液中添加晶型控制劑并攪勻,添加量為氧化鈣添加量的0.1%。攪勻后開始一次碳化,一次碳化在漿液PH值達到8.5時停止,之后將漿液放置到儲漿池內(nèi)進行陳化,陳化時間為4小時,之后對漿液進行二次碳化,二次碳化在漿液PH值達到7.0時停止,輕鈣制備完成。其中,一次碳化和二次碳化期間需對漿液進行勻速攪拌,攪拌速度為200轉(zhuǎn)/min,碳化溫度為65°,碳化時間為1小時40分鐘。
將10份重鈣和100份輕鈣放入復合池進行攪拌,攪拌速度為60轉(zhuǎn)/min,攪拌時長為40分鐘,之后將復合好的產(chǎn)品經(jīng)進行脫水,烘干,制成成品。經(jīng)檢測,該成品沉積體積為4.2mL/g,粒度分布為1~9.5μm,吸油值為72%。
實施例11
將原料方解石或硅灰石進行粉碎、研磨,直至制成粒度為1200目的重鈣。將氧化鈣按照氧化鈣與水1:8的比例放入水中進行消化處理,之后向消化后的漿液中添加晶型控制劑并攪勻,添加量為氧化鈣添加量的0.1%。攪勻后開始一次碳化,一次碳化在漿液PH值達到8.5時停止,之后將漿液放置到儲漿池內(nèi)進行陳化,陳化時間為4小時,之后對漿液進行二次碳化,二次碳化在漿液PH值達到7.0時停止,輕鈣制備完成。其中,一次碳化和二次碳化期間需對漿液進行勻速攪拌,攪拌速度為300轉(zhuǎn)/min,碳化溫度為65°,碳化時間為1小時40分鐘。
將10份重鈣和100份輕鈣放入復合池進行攪拌,攪拌速度為60轉(zhuǎn)/min,攪拌時長為40分鐘,之后將復合好的產(chǎn)品經(jīng)進行脫水,烘干,制成成品。經(jīng)檢測,該成品沉積體積為4.2mL/g,粒度分布為1~10μm,吸油值為78%。
實施例12
將原料方解石或硅灰石進行粉碎、研磨,直至制成粒度為1200目的重鈣。將氧化鈣按照氧化鈣與水1:8的比例放入水中進行消化處理,之后向消化后的漿液中添加晶型控制劑并攪勻,添加量為氧化鈣添加量的0.1%。攪勻后開始一次碳化,一次碳化在漿液PH值達到9.0時停止,之后將漿液放置到儲漿池內(nèi)進行陳化,陳化時間為4小時,之后對漿液進行二次碳化,二次碳化在漿液PH值達到7.0時停止,輕鈣制備完成。其中,一次碳化和二次碳化期間需對漿液進行勻速攪拌,攪拌速度為100轉(zhuǎn)/min,碳化溫度為65°,碳化時間為1小時48分鐘。
將15份重鈣和100份輕鈣放入復合池進行攪拌,攪拌速度為60轉(zhuǎn)/min,攪拌時長為40分鐘,之后將復合好的產(chǎn)品經(jīng)進行脫水,烘干,制成成品。經(jīng)檢測,該成品沉積體積為3.1mL/g,粒度分布為0.4~15μm,吸油值為63%。
實施例13
將原料方解石或硅灰石進行粉碎、研磨,直至制成粒度為1200目的重鈣。將氧化鈣按照氧化鈣與水1:8的比例放入水中進行消化處理,之后向消化后的漿液中添加晶型控制劑并攪勻,添加量為氧化鈣添加量的0.1%。攪勻后開始一次碳化,一次碳化在漿液PH值達到9.0時停止,之后將漿液放置到儲漿池內(nèi)進行陳化,陳化時間為4小時,之后對漿液進行二次碳化,二次碳化在漿液PH值達到7.0時停止,輕鈣制備完成。其中,一次碳化和二次碳化期間需對漿液進行勻速攪拌,攪拌速度為100轉(zhuǎn)/min,碳化溫度為60°,碳化時間為2小時18分鐘。
將15份重鈣和100份輕鈣放入復合池進行攪拌,攪拌速度為60轉(zhuǎn)/min,攪拌時長為40分鐘,之后將復合好的產(chǎn)品經(jīng)進行脫水,烘干,制成成品。經(jīng)檢測,該成品沉積體積為3.1mL/g,粒度分布為0.2~15μm,吸油值為61%。
實施例14
將原料方解石或硅灰石進行粉碎、研磨,直至制成粒度為1000目的重鈣。將氧化鈣按照氧化鈣與水1:8的比例放入水中進行消化處理,之后向消化后的漿液中添加晶型控制劑并攪勻,添加量為氧化鈣添加量的0.1%。攪勻后開始一次碳化,一次碳化在漿液PH值達到9.0時停止,之后將漿液放置到儲漿池內(nèi)進行陳化,陳化時間為4小時,之后對漿液進行二次碳化,二次碳化在漿液PH值達到7.0時停止,輕鈣制備完成。其中,一次碳化和二次碳化期間需對漿液進行勻速攪拌,攪拌速度為100轉(zhuǎn)/min,碳化溫度為65°,碳化時間為1小時48分鐘。
將15份重鈣和100份輕鈣放入復合池進行攪拌,攪拌速度為60轉(zhuǎn)/min,攪拌時長為40分鐘,之后將復合好的產(chǎn)品經(jīng)進行脫水,烘干,制成成品。經(jīng)檢測,該成品沉積體積為2.7mL/g,粒度分布為0.1~16μm,吸油值為64%。
實施例15
將原料方解石或硅灰石進行粉碎、研磨,直至制成粒度為1000目的重鈣。將氧化鈣按照氧化鈣與水1:8的比例放入水中進行消化處理,之后向消化后的漿液中添加晶型控制劑并攪勻,添加量為氧化鈣添加量的0.1%。攪勻后開始一次碳化,一次碳化在漿液PH值達到9.0時停止,之后將漿液放置到儲漿池內(nèi)進行陳化,陳化時間為4小時,之后對漿液進行二次碳化,二次碳化在漿液PH值達到7.0時停止,輕鈣制備完成。其中,一次碳化和二次碳化期間需對漿液進行勻速攪拌,攪拌速度為100轉(zhuǎn)/min,碳化溫度為60°,碳化時間為2小時18分鐘。
將15份重鈣和100份輕鈣放入復合池進行攪拌,攪拌速度為60轉(zhuǎn)/min,攪拌時長為40分鐘,之后將復合好的產(chǎn)品經(jīng)進行脫水,烘干,制成成品。經(jīng)檢測,該成品沉積體積為2.5mL/g,粒度分布為0.1~16μm,吸油值為63%。
其中,當原料為方解石時,晶型控制劑為白糖、葡萄糖、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉中的一種或多種;當原料為硅灰石時,晶型控制劑為草酸、乙酸、檸檬酸、EDTA、氯化鋅、硫酸鋅、氯化鋁、硫酸鋁其中的一種或多種。各實施例工藝參數(shù)設(shè)置及其測試結(jié)果的對照情況,如下表一所示:
表一 各實施例工藝參數(shù)設(shè)置及其測試結(jié)果的對照情況
通過實施例1、5、6、7數(shù)據(jù)對比可知,其他條件相同時碳化溫度低于或高于本發(fā)明所提出范圍,最終產(chǎn)品的吸油值都高于采用本發(fā)明方法所制得的產(chǎn)品;通過實施例1、10、11的數(shù)據(jù)對比可知,碳化時攪拌速度大于100轉(zhuǎn)/min時,速度越大,粒度分布越寬,吸油值也越高。通過除實施例5、6、7、10、11外的數(shù)據(jù)對比可知,采用本發(fā)明提出的制備方法生產(chǎn)出的碳酸鈣沉積體積可達2.7mL/g~4.0mL/g,大多高于一般輕鈣(2.4mL/g~2.8mL/g)和復合碳酸鈣;粒度分布主要集中在0.1~16μm,遠遠窄于一般復合碳酸鈣(0.1~25μm);吸油值可達60%~70%,遠低于一般復合碳酸鈣的85%。同時由部分產(chǎn)品的電子顯微照片、粒度分布與復合漿液體積百分比的關(guān)系圖也可看出本發(fā)明所得產(chǎn)品粒度均勻,分布緊湊。由此看來,本發(fā)明制得的產(chǎn)品體積高、粒度分布窄、吸油值低,流動性、分散性也得到極大改善,性能遠優(yōu)于市場上同類產(chǎn)品。經(jīng)測試,所得到的產(chǎn)品在橡膠和塑料方面應(yīng)用,可增加填量20%,使得橡塑制品的強度提高8%、韌性提高11%。
本發(fā)明改變了傳統(tǒng)輕鈣與重鈣的復合方式,制備時先選擇好所需要的重鈣原料,確定好重鈣的晶型(其中方解石為立方體型,硅灰石為針狀晶體)和尺寸(研磨后的粒度),再根據(jù)重鈣的晶型和尺寸設(shè)置輕鈣的制備工藝,選擇合適的晶型控制劑,使得制備好的輕鈣與重鈣晶型和粒度均相同,這一設(shè)置有效省去了傳統(tǒng)輕鈣和重鈣復合工藝中的研磨工序,縮短了復合時間,降低了復合時能耗和設(shè)備磨損,也無需在復合工藝中添加攪拌劑,節(jié)省了生產(chǎn)成本。同時,在輕鈣制備過程中相較于傳統(tǒng)工藝采用了較低的攪拌速率,更有利于碳化過程中晶核和晶體的生成,提高了晶型成型時的穩(wěn)定性和可控性,并且實現(xiàn)了常溫碳化,在一次碳化和二次碳化時無需控制溫度,進一步降低了生產(chǎn)過程中所需的能耗,提高了工作效率。本發(fā)明通過巧妙的工藝設(shè)計,將輕鈣制備與復合(輕鈣和重鈣)工藝有機的結(jié)合在一起,有效節(jié)省了工作流程,降低了生產(chǎn)能耗和成本,提高了生產(chǎn)效率,實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的可控性,設(shè)置科學合理。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。