發(fa)布時間:2021-01-16
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近年英國、西班牙、日本(ben)等國的碳酸(suan)鈣生產商紛(fen)紛(fen)看好我國市場,在廣東、江(jiang)蘇、安徽(hui)、浙江(jiang)等省(sheng)相繼建起一(yi)些年(nian)產2~5萬t超細碳酸鈣的獨資或合資企業,目前英國瓷土(tu)公司已在安徽建設了2萬t/a的造紙用超細碳(tan)酸鈣(gai)生產廠,并準(zhun)備在寧(ning)波(bo)再(zai)建1套5萬t/a的生產裝置。我國碳(tan)酸(suan)鈣市場對國外公(gong)司的吸引力由此可見一斑,同時也顯示了超細(xi)碳(tan)酸(suan)鈣在我國有著廣闊的發展前景。我國對納米級超細(xi)活(huo)性碳(tan)酸(suan)鈣的需求量預(yu)計(ji)每年以15%的(de)增長率增長。我國塑料、油墨、特殊(shu)紙(zhi)制(zhi)品、轎車漆及橡膠幾個主(zhu)要行(xing)業對(dui)納米碳(tan)酸鈣有較(jiao)大的(de)需求(qiu)量,到2005年預計將增加到(dao)8萬t以上。
根據(ju)碳(tan)化(hua)過(guo)程的不同,我國超(chao)細(xi)鈣(gai)的生產方法(fa)大體可分為間歇鼓(gu)泡碳(tan)化(hua)法(fa)、連(lian)續鼓(gu)泡碳(tan)化(hua)法(fa)、連(lian)續噴(pen)霧碳(tan)化(hua)法(fa)、超(chao)重力反應結晶法(fa)4種。
(1)間歇鼓泡碳化法
根據(ju)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)塔(ta)中是(shi)否有攪拌裝置,該法又可分為普(pu)通間歇鼓泡碳(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)法和攪拌式(shi)間歇鼓泡碳(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)法。該法是(shi)在(zai)錐(zhui)底圓柱體(ti)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)塔(ta)中加(jia)入(ru)精制氫氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)鈣懸濁液和適當(dang)的(de)添加(jia)劑,然后從塔(ta)底通入(ru)二(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)碳(tan)碳(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)之終(zhong)點,得到所要(yao)求(qiu)的(de)碳(tan)酸鈣產(chan)品。在(zai)反(fan)應(ying)過程中需要(yao)嚴格(ge)控制反(fan)應(ying)條件,如碳(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)溫度、二(er)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)碳(tan)流量、石灰乳濃度及攪拌速度,并(bing)加(jia)入(ru)適當(dang)的(de)添加(jia)劑。該法投資少、操作簡單,但生產(chan)不(bu)連續,自動(dong)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)程度低,產(chan)品質量不(bu)穩定(ding),主要(yao)表現(xian)在(zai)產(chan)品晶(jing)形(xing)不(bu)易控制、粒度分布不(bu)均、不(bu)同(tong)批次產(chan)品的(de)重現(xian)性差(cha)。目前國內在(zai)多數(shu)廠家采用此法來(lai)生產(chan)輕質碳(tan)酸鈣,生產(chan)超(chao)細(xi)碳(tan)酸鈣必(bi)須嚴格(ge)控制反(fan)應(ying)工藝參數(shu),才能(neng)提高不(bu)同(tong)批次產(chan)品的(de)穩定(ding)性。
(2)連續(xu)鼓泡碳(tan)化法
連續鼓泡碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)法(fa)一般采用(yong)兩級(ji)或三級(ji)串聯碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)工藝(yi),即精制(zhi)(zhi)(zhi)石灰(hui)乳經(jing)級(ji)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)塔進行(xing)部分(fen)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)或得到反應混合液(ye),在漿液(ye)槽中(zhong)加入(ru)(ru)適當的(de)(de)添(tian)加劑后進入(ru)(ru)第二級(ji)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)塔碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)制(zhi)(zhi)(zhi)得終產品(pin)。該法(fa)由于碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)過(guo)(guo)程分(fen)步(bu)進行(xing),采用(yong)級(ji)間(jian)進行(xing)表(biao)面活(huo)性(xing)處理,可通過(guo)(guo)制(zhi)(zhi)(zhi)冷來(lai)控制(zhi)(zhi)(zhi)碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)溫度(du),因此對晶形的(de)(de)成核(he)、生(sheng)(sheng)長過(guo)(guo)程和(he)(he)表(biao)面處理分(fen)段控制(zhi)(zhi)(zhi),從而(er)可得到較好的(de)(de)晶形、較小的(de)(de)粒(li)徑(jing)(jing)和(he)(he)粒(li)徑(jing)(jing)分(fen)布。現在,國內有些碳(tan)(tan)(tan)酸鈣生(sheng)(sheng)產廠家(jia)可以根據用(yong)戶(hu)的(de)(de)需(xu)求,通過(guo)(guo)嚴(yan)格控制(zhi)(zhi)(zhi)石灰(hui)乳濃度(du)、碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)溫度(du)、添(tian)加劑的(de)(de)類型和(he)(he)配(pei)比等來(lai)生(sheng)(sheng)產所(suo)需(xu)晶形和(he)(he)粒(li)徑(jing)(jing)的(de)(de)產品(pin)。
(3)連(lian)續噴霧碳化法
連續噴(pen)霧碳化法一般采(cai)用三級串聯(lian)碳化工藝。精制石灰乳從級碳化塔(ta)頂(ding)部噴(pen)霧成(cheng)0.01-0.1mm的(de)液(ye)(ye)(ye)滴加入,二(er)氧化碳(tan)從塔(ta)(ta)底通入,二(er)者逆流(liu)接(jie)觸發生(sheng)碳(tan)化反(fan)應(ying)。反(fan)應(ying)混合液(ye)(ye)(ye)從塔(ta)(ta)底流(liu)出,進(jin)(jin)入漿液(ye)(ye)(ye)槽,添加適當(dang)的(de)分散劑處理后,噴(pen)霧進(jin)(jin)入第二(er)級碳(tan)化塔(ta)(ta)繼續(xu)碳(tan)化,然后再經表面(mian)活性處理、噴(pen)霧進(jin)(jin)入三級碳(tan)化塔(ta)(ta)碳(tan)化制(zhi)得終產(chan)品(pin)。其產(chan)品(pin)粒徑可達40-80nm。該法為(wei)河北科技(ji)大學專利,其技(ji)術(shu)(shu)理念無(wu)疑是先進的(de)(de),以液(ye)體作為(wei)分(fen)散相進行汽(qi)液(ye)傳質反應(ying),增加(jia)了(le)汽(qi)液(ye)接(jie)觸面(mian)積,在反應(ying)初期易(yi)形成大量的(de)(de)晶核,可在較高溫度(du)下(xia)生產(chan)超細鈣(gai)。但由(you)于該工(gong)藝投資較高、技(ji)術(shu)(shu)較復雜、操作難度(du)較大、更主要的(de)(de)問題是噴(pen)嘴霧(wu)化問題難以解決(jue),因為(wei)要想(xiang)提(ti)高噴(pen)嘴霧(wu)化效果,就必須縮小噴(pen)嘴孔徑(jing),而(er)縮小噴(pen)嘴孔徑(jing)則容(rong)易(yi)造(zao)成堵塞(sai)。
(4)超重力反(fan)應(ying)結(jie)晶法
超重力反應結(jie)晶(jing)法是湘(xiang)潭(tan)大(da)學(xue)和北京(jing)化工(gong)大(da)學(xue)先后在1986年(nian)和1989年(nian)研究開發的新技(ji)(ji)術(shu),該技(ji)(ji)術(shu)的特征(zheng)是(shi)以(yi)強化氣液傳質過程為(wei)基本(ben)出發點,其在于(yu)碳化反應(ying)是(shi)在超重(zhong)(zhong)(zhong)力離(li)心反應(ying)器(旋轉(zhuan)(zhuan)螺(luo)旋或填充床反應(ying)器)中進行,利(li)用填充床高速(su)旋轉(zhuan)(zhuan)產生的幾十到幾百(bai)倍重(zhong)(zhong)(zhong)力加速(su)度,可獲得超重(zhong)(zhong)(zhong)力場環境,并(bing)通過CO2和Ca(OH)2懸濁液在超重力設備中逆流(liu)接(jie)觸(chu),使相間(jian)傳質和微(wei)觀(guan)混合得到極大(da)強(qiang)化(hua),為CaCO3均(jun)勻快速(su)(su)成核(he)創造了(le)理想環境(jing)。在超(chao)重力場中,各種(zhong)傳(chuan)遞過程得到極大強化(hua),相界面迅速(su)(su)更新,體積(ji)傳(chuan)質系數可(ke)提高到常重力填(tian)充床(chuang)的10-1000倍(bei),從而可提高Ca(OH)2溶解和CO2吸收速率,使體系中Ca2+和(he)CO32-的濃(nong)度增加,過飽和度提高,同時添加適當的分散劑,控制晶體(ti)生長,終得到(dao)平均(jun)粒徑達(da)15-30nm的納米級碳(tan)(tan)酸鈣。該法粒徑分布均勻(yun),不同批次產品(pin)的重現性好,且碳(tan)(tan)化反應時間為(wei)傳(chuan)統(tong)方法的1/4-1/10,達國際先進水平。目前,北(bei)京化工(gong)大學將該工(gong)藝3000t/年的納米級碳(tan)酸鈣在廣(guang)東(dong)廣(guang)平化(hua)工(gong)有(you)限公司、內(nei)蒙(meng)古(gu)蒙(meng)西高新技術(shu)材料公司實現(xian)工(gong)業化(hua)生產。據報道(dao),山西蘭花(hua)華(hua)明(ming)納米材料有(you)限公司建成(cheng)了(le)3萬噸/年納米級超細碳酸鈣生產基地,專門生產橡膠用、造紙及油墨用、涂料用超細碳酸鈣產品。
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