[发明专利]一种分散性碳酸钙的制备方法

说明书

本发明属于碳酸钙制备技术领域，具体涉及一种分散性碳酸钙的制备方法，所述方法为采用氢氧化钙粉末两次碳化法制备沉淀碳酸钙，利用氧化钙干法高温消化得到氢氧化钙粉末，粉末经气流除渣后，用水配制成氢氧化钙浆料，先将小部分氢氧化钙浆料低温碳化生成小粒径的碳酸钙作为晶种，再将大部分氢氧化钙浆料加入上述碳化反应完成后的碳酸钙浆料中，经第二次碳化反应后，再经脱水、干燥、粉碎、包装等工序得到沉淀碳酸钙产品。采用此方法生产沉淀碳酸钙产品，具有生产调控不受气候影响、粒度可控、分散性好等优点，适合于多品种生产。

技术领域

本发明涉及一种分散性碳酸钙的制备方法，具体地说就是采用干法消化氧化钙得到的氢氧化钙粉末两次碳化法制备沉淀碳酸钙的方法，属于碳酸钙制备技术领域。

背景技术

沉淀碳酸钙一般是由石灰石经过煅烧生成氧化钙，再用40～80℃水与氧化钙反应生成氢氧化钙粗浆，工业上常用的水/灰比为(5～6)：1，粗浆经旋液分离器和/或筛分等除杂，得到精制氢氧化钙生浆，然后通入含二氧化碳气体与之反应碳化，得到碳酸钙熟浆，再经脱水、干燥、粉碎、包装等工序后得到沉淀碳酸钙成品。在熟浆脱水之前，可能还需要表面包覆处理等过程。

在现有沉淀碳酸钙生产技术中，采用湿法消化方法，即用氧化钙块状固体与大量水反应，直接生成氢氧化钙粗浆。然而在此阶段采用湿法消化方法，需要用到几倍于氧化钙质量的水才能保持粗浆的流动性和维持湿式除渣的分离效率。在氧化钙与水的反应过程中会放出大量的热，因此湿法消化得到的粗浆温度在70～90℃，且反应热使部分水汽化成“白烟”散逸。

此外，在湿法消化工艺过程中，由于大量水的存在，消化最高温度不超过100℃。众所周知，为使氧化钙与水完全反应，过烧的氧化钙不适合采用湿法消化生产沉淀碳酸钙，这就要求窑炉煅烧的块状氧化钙处于轻烧状态，导致部分石灰石没有煅烧成氧化钙，在消化阶段变成残渣而除去，致使单位产品的矿石原料消耗较高。尤其当窑炉操作不当时，高温区产生过烧石灰，湿法消化后粗浆中存在大量的非活性的氧化钙，分离出大量的石灰渣，矿石的单耗将变得更高。这种非活性的氧化钙，其表面被高温熔融的杂质所覆盖，在通常的氢氧化钙水乳液中难以快速消化反应。

即使是轻烧的氧化钙，采用湿法消化得到的氢氧化钙乳液中仍残留部分非活性的氧化钙，为了降低精制氢氧化钙生浆中的氧化钙含量，通常需要将生浆进行陈化处理，陈化时间一般在24～36h之间。

陈化后氢氧化钙生浆的温度通常在55～70℃之间，直接进行碳化时，伴随着碳化反应放热，碳化釜内水的饱和蒸汽压过高产生碳化白雾而逸出，这样不但浪费了水资源，而且由于碳化反应釜中浆料浓度的变化不受控，将严重影响产品质量的稳定性。因此，一般需要对碳化之前的氢氧化钙生浆的温度进行调节。由于采用湿法消化方法生产出来的氢氧化钙浆料的温度较高，体量较大，浆料降温调节在工程上需要大量能耗。例如，用大量的冷水进行间壁热交换，以控制进入碳化反应釜之前的氢氧化钙浆料的初始温度。而经过热交换的水需经冷却塔冷却后再循环利用，在此循环利用过程中将水冷却不但需要消耗较多的能量，而且还要损耗一部分水，也增加了生产成本。

在现有的沉淀碳酸钙生产过程中通常采用一步碳化法制备工艺，而且碳化前的氢氧化钙浆料的温度都较高，制备得到的沉淀碳酸钙产品的晶体形貌为纺锤形孪晶为主，粒径分布范围较宽、团聚比较严重，导致其沉降体积较小、吸油值较大(通常在70gDOP/100g以上)。若希望得到综合性能较好的沉淀碳酸钙产品，需降低碳化反应前氢氧化钙浆料的温度，由此需要消耗较多的能量或降低产品的生产效率，导致生产成本升高。

综上所述，在生产沉淀碳酸钙的工艺过程中，现有湿法消化方法存在明显的缺陷：

(1)水资源浪费严重：在湿法消化过程中由于发生化学反应放出大量的热量，部分水汽化变成白雾而损失。

(2)消化温度受限：由于大量水的存在限制了消化温度最高约为100℃，一些过烧的块状氧化钙不能及时消化，必须采用陈化的方法，陈化装置占地并需要额外的动力以维持生浆悬浮分散。