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碳酸鈣晶須的制備

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發(fā)表時間:2020-11-11 08:30

  既然碳酸鈣晶須有這樣那樣的問題,尚待解決。為什么制備碳酸鈣晶須還成為了大熱門?理由很簡單,因為制備碳酸鈣晶須的經(jīng)濟(jì)效益非常好,是“碳酸鈣家族”的“高富帥”,比較其他碳酸鈣產(chǎn)品的低價,碳酸鈣晶須的附加值就很高了。


  目前,國內(nèi)外合成碳酸鈣晶須較常用的方法有可溶性鈣鹽與碳酸鹽反應(yīng)制備法,碳酸氫鈣水熱分解法,尿素水解法,Ca(OH)2-CO2氣液反應(yīng)合成法,超重力反應(yīng)結(jié)晶法。


1、可溶性鈣鹽與碳酸鹽反應(yīng)制備法


  該方法是利用一定濃度的可溶性鈣鹽和碳酸鹽溶液混合,通過控制反應(yīng)溫度、攪拌強度和滴加速度來制備碳酸鈣晶須。常用的可溶性鈣鹽為CaCl2、Ca(NO3)2等,常用的碳酸鹽溶液為K2CO3、Na2CO3等。


  該法的主要優(yōu)點是反應(yīng)可以自發(fā)的進(jìn)行,不需要添加任何的晶型控制劑,因此控制因素較少,制備相對比較簡單,同時所得晶須的長徑比相對較大,且表面光潔度較好,純度較高。但產(chǎn)量較低,反應(yīng)時間較長,不適宜于工業(yè)化生產(chǎn)。


2、碳酸氫鈣水熱分解法


  該方法是指將一定濃度的Ca(HCO3)2溶液加熱到一定溫度分解來制備碳酸鈣晶須,其特點是先要制備出Ca(HCO3)2溶液,然后再通過控制溶液的加熱溫度、升溫速率和攪拌強度等條件,使其結(jié)晶以生成碳酸鈣晶須。


  該法的主要優(yōu)點在于所制得的晶須較長,晶須的純度較高,但分布較寬,整體性均勻很差,同時晶須直徑也較大,,而且生成量較低,控制因素也較多,反應(yīng)步驟相對較復(fù)雜,反應(yīng)過程難以控制,其反應(yīng)需要溫度高,能耗較大,因此不符合當(dāng)前節(jié)能環(huán)保的需要。


3、尿素水解法


  該方法是指利用尿素水解產(chǎn)生的CO2氣體與可溶性鈣鹽體系反應(yīng)來制備碳酸鈣晶須,主要有Ca(NO3)2-(NH2)2CO體系和CaCl2-(NH2)2CO體系。


  此法的優(yōu)點在于無須加入任何的晶種和結(jié)晶促進(jìn)劑,且機理簡單,同時也可以避免引入雜質(zhì),因此晶須的純度和表面光潔性較好但其不足之處在于生產(chǎn)成本太高,同時由于反應(yīng)條件需要恒定的高溫高壓,能耗較大,危險性較高且一般條件下,所得晶須的長徑比相對較小,而工業(yè)上一般要求晶須的長徑比在20左右,因此應(yīng)用相對較難。


4、Ca(OH)2-CO2氣液反應(yīng)合成法


  該方法是將碳酸鈣煅燒分解后的氧化鈣,充分消化后得到Ca(OH)2懸浮液,與適當(dāng)濃度的晶型控制劑混合,通入CO2氣體以制備碳酸鈣晶須。一般所用的晶型控制劑為MgCl2、可溶性磷酸鹽和AlCl3等。


  此法的主要優(yōu)點在于制備工藝簡單,過程易于控制,且重復(fù)性較好,在不需要加入任何晶種的情況下,即可制得長徑比在15-20左右的碳酸鈣晶須,適宜于大工業(yè)化生產(chǎn)。但缺點在于所得碳酸鈣晶須的長度不大,易混雜有方解石和氫氧化鎂等雜質(zhì)。


5、超重力反應(yīng)結(jié)晶法


  此優(yōu)點在于生產(chǎn)成本較低,碳酸化反應(yīng)時間短,且所得晶須的純度較高,長徑比大,不過晶須相對較短,比其他方法所得晶須低2-4個數(shù)量級,同時設(shè)備的投資較大。

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