納米碳酸鈣的制備方法

納米碳酸鈣的制備方法有物理法和化學法。物理法即對碳酸鈣含量高的天然石灰石、白堊石進行機械粉碎而得到碳酸鈣產(chǎn)品的方法。但是用粉碎機粉碎到1μm以下是相當困難的，只有采用特殊的方法和機械才有可能達到0.1μm以下。所以工業(yè)上以化學法為主。

納米碳酸鈣是采用無機非金屬礦石灰石為原料合成的重要無機鹽新產(chǎn)品，是20世紀80年代發(fā)展起來的一種新型超細化固體材料。其粒徑在1~100nm之間，粒徑小，活性好。

不同形態(tài)的超細碳酸鈣的制備技術已成為許多先進國家開發(fā)的熱點。納米碳酸鈣的制備方法有物理法和化學法。物理法即對碳酸鈣含量高的天然石灰石、白堊石進行機械粉碎而得到碳酸鈣產(chǎn)品的方法。但是用粉碎機粉碎到1μm以下是相當困難的，只有采用特殊的方法和機械才有可能達到0.1μm以下。所以工業(yè)上以化學法為主?；瘜W法又分為碳化法和復分解法。

碳化法

碳化法是納米碳酸鈣的主要生產(chǎn)方法。將精選的石灰石煅燒，得到氧化鈣和窯氣。使氧化鈣消化，并將生成的懸浮氫氧化鈣在高剪切力作用下粉碎，多級旋液分離除去顆粒及雜質，得到一定濃度的精制氫氧化鈣懸浮液；然后通入CO2氣體，加入適當?shù)木涂刂苿?，碳化至終點，得到要求晶型的碳酸鈣漿液；再進行脫水、干燥、表面處理，得到納米碳酸鈣產(chǎn)品。

按照碳化過程中CO2氣體與氫氧化鈣懸浮液接觸方式的不同，可將碳化法分為間歇鼓泡碳化法、連續(xù)噴霧碳化法和超重力碳化法，以及在間歇鼓泡碳化法基礎上改進的非冷凍法。

間歇鼓泡碳化法

間歇鼓泡碳化法是將Ca(OH)2漿液降溫到25℃以下，泵入碳化塔，保持一定液位，在塔的底部向塔內通CO2和空氣的混合氣體進行碳化反應，間歇制備納米級碳酸鈣。

該法投資少，易于轉化，為國內外大多數(shù)廠家所采用。但是這種方法生產(chǎn)效率低、氣液接觸差、碳化時間長、粒徑粗且不均勻。

間歇鼓泡法制備納米碳酸鈣的工藝流程圖

連續(xù)噴霧碳化法

噴霧碳化法是將石灰乳用噴頭噴成霧狀，從塔頂噴下，將一定濃度的CO2以某一速度從塔底上升，與霧狀石灰乳發(fā)生反應。對于連續(xù)噴霧碳化，則重復進行以上過程，最后可獲得粒徑小于0.1μm的納米碳酸鈣。

該法生產(chǎn)納米碳酸鈣效率高，經(jīng)濟效益可觀，并能實現(xiàn)連續(xù)自動大規(guī)模生產(chǎn)，另外，具有很高的科學性和技術性。但設備投資較大。

超重力碳化法

超重力碳化法是利用旋轉造成一種穩(wěn)定的、比地球重力加速度高的多的超重力環(huán)境，極大地增加氣液接觸面積，強化氣-液之間的傳質過程，從而提高碳化速度。同時，由于乳液在旋轉床中得到高度分散，限制了晶粒的長大，即使不添加晶形控制劑，也可以制備出粒徑為15~30nm的納米碳酸鈣。

非冷凍法

非冷凍法制備納米碳酸鈣技術與其他制備技術的區(qū)別在于：采用間歇鼓泡式碳化法，在不改變裝置設備的情況下，通過陸續(xù)加入配置的多種分散劑的方法，在碳化塔內與漿液一起反應，取消了冷凍系統(tǒng)，減少了能耗，降低了生產(chǎn)成本。

復分解法

復分解法是指將水溶性鈣鹽(如氯化鈣)與水溶性碳酸鹽(如碳酸銨或碳酸鈉)，在適宜條件下反應而制得碳酸鈣的方法。這種方法可通過控制反應物濃度及生成碳酸鈣的過飽和度，并加入適當?shù)奶砑觿?，得到球形的、粒徑極小、比表面積很大、溶解性很好的無定形碳酸鈣。但吸附在碳酸鈣中的大量氯離子很難除盡，生產(chǎn)中使用的傾析法往往需要大量的時間和洗滌用水。