超重力场中球形碳酸钙的制备及其机理研究

为了突破工业上制备球形碳酸钙的难题,在超重力场中以高浓度的氢氧化钙为原料,以球形度为评价指标,研究制备球形碳酸钙的最优工艺条件。同时通过在不同的碳化时间取样,利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线双晶粉末衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)等分析仪器对样品的表面形貌和晶体结构进行表征,研究其成球机理。研究结果表明,添加体积分数为50%的乙醇作为溶剂,加入w=3%的L-天冬氨酸作为晶型控制剂,控制超重力水平为1 400 r×min^-1时可制备得粒径分布在600～800 nm的球形碳酸钙;将碳化结束后的碳酸钙浆液进行离心得到产品和滤液,滤液再次作为氢氧化钙的溶剂,补加少量晶型控制剂后进行碳化仍可制备得球形碳酸钙,使体系的溶剂得到了循环利用;其成球机理为,L-天冬氨酸螯合钙离子诱导其向球霰石成核,乙醇-水体系阻止球霰石溶解-重结晶,最后在超重力场环境中生长成为球形碳酸钙,其球霰石含量高达89.89%。     

氯化铵浸取电石渣制备碳酸钙研究

电石渣105℃干燥,以氯化铵溶液为浸取剂,提取电石渣中的钙资源以制备碳酸钙。研究表明,反应时间30 min、pH=8、氯化铵过量程度为0的条件下,电石渣中的Ca~(2+)提取率最高,为93.31%。以Na_2CO_3溶液为碳化剂进行碳化反应,得碳酸钙产率90.76%,纯度97.67%。XRD和SEM分析表明,产品为球霰石型碳酸钙,颗粒呈类球形团聚,粒径为1~3μm。     

超重力反应沉淀法制备碳酸钙的过程与形态控制

采用pH计、电导率仪、XRD原位检测了超重力反应沉淀法制备轻质碳酸钙的碳化过程及其动力学. 研究发现，碳化反应前期二氧化碳吸收为控制步骤，碳化反应后期转化为Ca(OH)2溶解控制. 同时发现在碳化过程前期有一明显的凝胶化现象，此时的pH值和电导率出现突变. XRD显示，此时有新相生成. 由于超重力环境下可以极大强化二氧化碳传质速率和微观混合，碳化时间较传统的“碳化法”缩短4倍以上. 结合过程控制，通过选择不同的工艺操作参数和相应的晶形控制剂，可以有选择性地控制碳酸钙的成核和生长，成功地合成了具有不同粒径的立方、链锁、纺锤、针状、片状、球形、花瓣、纤维等8种不同形态的碳酸钙粒子.     

超重力法制备纳米碳酸钙的工艺研究

以氧化钙和CO2为主要原料,用超重力RPB反应器制备了立方型纳米碳酸钙粉末。用正交实验研究了Ca(OH)2悬浊液浓度、转速和气液比对产品粒径的影响,并在所得最优工艺条件下制备出了平均粒径27nm、粒度分布均匀(σ=0 24)的产品,并用X 衍射确定产品的物相组成。     

超重力反应器制备超细碳酸钙新工艺研究

以氧化钙为主要原料,利用超重力反应结晶法分离工业尾气氨和二氧化碳以获得高纯氮、同时制备超细碳酸钙的连续新工艺。实验结果表明,该工艺分离效果好,所制备出的碳酸钙为长径比1．5－4,短径0．3－0．8μm、分散性良好的纺锤形碳酸钙。此种规格的碳酸钙在造纸行业有广泛的应用前景。因此该工艺具有良好的环境效益和经济效益。     

CO2碳化法制备微米级球霰石型食品碳酸钙的研究

采用CO2碳化法制备了微米级球霰石型食品级碳酸钙,探讨了碳化温度、Ca2+浓度、混合气中CO2浓度等制备工艺参数对碳酸钙晶型和形貌的影响,探讨了氨水用量、碳化时间对碳酸钙产率的影响,并采用FT-IR、XRD和SEM对制备的碳酸钙进行了表征。结果表明,碳化温度升高、混合气中CO2浓度降低,制备的碳酸钙晶型由球霰石型转变为方解石型;Ca2+浓度增加,制备的碳酸钙颗粒尺寸增大,碳化时间增加,产率先增加后减小。最佳制备条件为碳化温度20℃,Ca2+浓度0.3 mol/L,混合气中CO2浓度30%,[氨水]/2[Ca2+]摩尔比为1.1,碳化时间为24 min,制备的微米级球霰石型碳酸钙颗粒分布均匀,平均粒径为3.79μm,产率>99%,重金属含量低于国家标准《食品添加剂GB1898-2007轻质碳酸钙》的要求。     

以可溶性淀粉为晶型调控剂制备多孔球形碳酸钙

利用简单易行的复分解反应,以氯化钙和碳酸钠为合成试剂,以可溶性淀粉（SS）为晶型调控剂,制备出以球霰石晶型为主的碳酸钙多孔微球。通过单因素条件实验,分别考察可溶性淀粉添加量、碳酸钠溶液滴加速度、氯化钙与碳酸钠的物质的量比对碳酸钙形貌和晶型的影响。利用X射线衍射仪（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）对其晶型、形貌进行表征。研究表明当SS添加量为0.5 g,滴加速度为1.5 mL/min,氯化钙与碳酸钠的物质的量比为1∶1时,可制备获得4~5 μm的多孔球霰石碳酸钙。     

超重力反应结晶法纳米碳酸钙浆料及粉料的表面处理

研究了脂肪酸盐A、水溶性铁酸酯偶联剂B（B1)以及铁酸酯偶联剂C对新型超重力反应结晶法所得的纳米CaCO3浆料及粉料的湿法表面处理的配方与工艺，确定了A体系的最佳改性时间为30～40min、改性温度为40～50℃、改性剂用量(质量分数)为3%～5％；B(B1)体系搅拌强度必须很高，改性时间30～40min，改性温度80℃左右，改性剂用量(质量分数)3％～5％；C体系的最佳改性时间为30～40min，改性剂用量(质量分数)为3％～5％。同时，采用红外光谱对改性前后的纳米碳酸钙进行了表征，表明改性刑已连接至CaCO3表面。最后，用分散稳定模型简要分析了改性机理。     

超微细球形碳酸钙膏体的制备及其在涂料中的应用

研究了超微细球形碳酸钙膏体的制备工艺条件,对其在涂料中的应用情况做了初步研究。为将超微细球形碳酸钙膏体工业化应用于涂料行业,降低涂料成本、提升涂料性能提供了科学依据。     

碳化法制备超细球形碳酸钙初探

研究了利用改进的碳化法合成超细球形碳酸钙的可行性. 考察了布气方式(板式及管式气体分布器)、化学添加剂以及CO2/N2混合气体组成对碳酸钙粒径和形貌的影响. 结果表明，采用小气泡及CO2含量较高的混合气体有利于形成超细碳酸钙，加入少量添加剂如ZnCl2，MgCl2或EDTA可明显改变碳酸钙粒子的形貌和大小.     

球形碳酸钙的控制合成研究

以硼酸为控制剂,氯化钙和碳酸钠为原料,采用共沉淀法制备了方解石型碳酸钙球形晶体。研究了控制剂浓度、反应温度、反应时间、反应物浓度等因素对碳酸钙粒径和形貌的影响。结果表明：在硼酸浓度为0.4 mol/L、氯化钙浓度为0.1 mol/L、20 ℃饱和碳酸钠溶液滴速为4.9 mL/min、反应时间为60 min、陈化时间为60 min、反应温度为50 ℃、氯化钙与碳酸钠物质的量比为1∶1条件下,制备的球形碳酸钙颗粒大小均匀,平均粒径为1.57 μm。     

电石渣合成高纯碳酸钙的研究

采用氯化铵水溶液浸出电石渣中的钙,并对溶液进行净化,通入二氧化碳制备高纯的碳酸钙。考察了氯化铵水溶液浓度、过量程度和反应温度等对钙提取和净化的影响规律。在氯化铵溶液浓度为3%~27.11%(质量分数)和过量程度为0~25%时,杂质镁的去除率随氯化铵溶液浓度的增加而增加,随过量程度的增加而稍有增加,对钙的提取率影响不大。在15~70℃,浸出温度对钙的提取率影响不大,但镁的去除率随温度的升高略有下降。浸出和净化电石渣中钙的适宜工艺条件为:氯化铵溶液浓度为10%(质量分数),氯化铵过量10%,室温下反应60 m in。用浓氨水调节氯化钙溶液的pH至12.0,与二氧化碳反应制备碳酸钙的纯度为99.44%,白度为97.8%,杂质镁质量分数为0.015%,颗粒粒度为500 nm。     

硝酸浸取磷矿制轻质碳酸钙工艺研究

硝酸萃取磷矿后的酸解液,通过冷冻结晶法得到硝酸钙晶体,然后以硝酸钙为原料,通过加入碳酸氢铵进行碳化制取轻质碳酸钙。结果表明,碳化反应的初始反应温度为常温,硝酸钙溶液的质量分数为23%左右,碳酸氢铵和氨水按理论加入量的110%进行反应,用产品质量的4倍洗水量洗涤产品,制备的轻质碳酸钙产品各项指标均达到HG/T 2226-2000《工业沉淀碳酸钙》标准的要求。     

超音速气流下低热固相反应制备超细碳酸钙

采用超音速气流使氯化钙和碳酸钠在反应器中摩擦活化产生新的反应活化点,再通过撞击固定靶产生激烈的能量交换而发生化学反应,首次实现了超音速气流下低热固相反应制备超细碳酸钙。用XRD、DTA和SEM对其进行了表征和粒径分析,结果显示,原料转化率达100%,制备的碳酸钙颗粒平均尺寸为0.5μm。     

由氯化钙制备纳米碳酸钙研究

随着国民经济的发展,对纳米碳酸钙的需求量越来越大.基于化工生产中大量副产氯化钙,以氯化钙和碳酸铵为原料,对制备纳米碳酸钙进行了研究.实验研究了添加剂、反应温度和反应物浓度等工艺条件对产物粒径的影响,并采用XRD和TEM对产物进行了初步分析.实验结果表明:不同的添加剂对产物粒径以及形貌具有一定的影响,当氯化钙和碳酸铵配料比为1.0:1.0 mol/mol、反应温度为15℃和氯化钙浓度为0.3 mol/L时,以有机醇A和磷酸系化合物G为添加剂制备的产物为方解石型球状碳酸钙,粒径在50 nm左右.     

高密度类球形碱式碳酸镍快速制备工艺研究

根据HG/T 4696—2014《工业碱式碳酸镍》的质量要求,研究开发出一条制备工艺简便且易实现产业化的高密度碱式碳酸镍生产工艺。研究了一种加压喷雾的方式进料、使得物料在反应系统内更加均匀、易形成大颗粒、从而提高碱式碳酸镍产品松装密度的制备工艺。通过探究反应温度、反应pH、硫酸镍浓度、碳酸钠浓度、反应转速对松装密度的影响,寻找出影响较大的工艺条件开展正交实验,得出最佳工艺条件：40 ℃条件下,采用镍离子质量浓度为100 g/L的硫酸镍溶液加压喷雾法进料,用106 g/L碳酸钠溶液在自动控制系统下控制反应pH为8.0左右,反应过程中反应转速控制在300 r/min,即可制备出松装密度为0.7 g/cm³以上、杂质含量低且形状为类球形的碱式碳酸镍产品。     

碳酸钙晶须的除杂工艺研究

以氯化铵为除杂剂,针对碳酸钙晶须中镁杂质进行除杂研究,考察了工艺条件对除杂效果的影响。采用化学分析和X射线衍射分析（XRD）对除杂前后样品进行分析,得出最佳工艺条件。结果表明：在氯化铵浓度为 3 mol/L,除杂温度为100 ℃,反应时间为6 h的条件下,样品中镁方解石的去除率达62.5%,碳酸钙晶须纯度达97%。利用扫描电镜对产品进行表征,结果显示碳酸钙晶须表面附着的杂质颗粒明显减少。     

电石渣制备纳米碳酸钙的研究

电石渣与氯化铵、水按一定的比例混合，过滤后得到澄清的浸取液，再利用液-液连续碳化法制备纳米碳酸钙。实验结果表明，该工艺所制备碳酸钙的晶型为立方体、平均粒径40～50nm。此种规格的碳酸钙在涂料、塑料行业有广泛的应用前景。     

新型组合式碳化法生产纳米级碳酸钙新工艺

介绍了组合式碳化新工艺理论依据、工艺特点、设备结构及与传统方法对比情况。新型组合式碳化新工艺具有设备结构简单、操作方便、易于实现自控操作等特点,产品质量稳定,同一套设备控制不同工艺条件,可生产多种晶型、不同粒度、不同性质的纳米级或微米级各类碳酸钙产品,低温能耗低、投资少,连续生产,生产效率高、单塔生产能力大,符合大型化生产需求。