專利名稱：一種以石膏為原料制備超細輕質碳酸鈣的方法
技術領域：
本發明涉及到一種以石膏為原料制備超細輕質碳酸鈣的方法。
背景技術：
超細輕質碳酸鈣是80年代后期發展起來的一種新型超細固體材料，作為無機填料現已廣泛應用于橡膠、塑料、造紙、涂料、油墨等工業產品中。輕質碳酸鈣工業化生產主要方法是以石灰乳中通入CO2氣體進行碳化反應所制備。
目前我國工業副產品磷石膏、脫硫石膏、檸檬酸石膏和氟石膏逐年增多，由于一直未能得到充分利用而造成堆積，成為我國數量龐大的工業固廢之一。
曾有企業采用磷石膏與氨水、碳酸氫氨反應生產目標產品硫酸銨，副產品為經濟價值較低的大顆粒碳酸鈣。該生產工藝雖然成功地將易于分解的碳銨轉化成農業復合肥料所需的硫銨，但因經濟效益的原因而難以推廣。本發明對此生產工藝進行徹底改革，用酸不溶性雜質很少的脫硫石膏和檸檬酸石膏為原料，添加十二烷基硫酸鈉使生成的碳酸鈣顆粒細小，發明了目標產品超細輕質碳酸鈣的生產方法。

發明內容
本發明提供一種以石膏為原料制備超細輕質碳酸鈣的方法，以酸不溶性雜質很少的脫硫石膏和檸檬酸石膏為原料，通過與可溶性碳酸鹽的沉淀轉化反應生成超細碳酸鈣產品。
Kθsp(CaSO4)＝9.1×10-6，Kθsp(CaCO3)＝2.9×10-9，CaSO4(s)+CO32-(aq)＝CaCO3(s)+SO42-(aq)Kθ(298.15K)＝3×103該沉淀轉化反應進行地較為完全，硫酸鈣可以全部轉化為碳酸鈣。但該沉淀轉化反應一般生成大顆粒碳酸鈣粉體，經濟價值不大。在該反應中加入某些表面活性劑則可以控制碳酸鈣顆粒的生長速率，生成0.01-0.1μm的超細碳酸鈣產品。
根據上述反應機理，本發明采取如下技術方案如下以石膏為原料，加適量水調成硫酸鈣固體含量為20-70％的稀糊狀，加入硫酸鈣物質的量0.8-1.3倍氨水或不加入，加入適量表面活性劑或不加入，再加入硫酸鈣物質的量1.05-2.3倍的可溶性碳酸鹽或碳酸氫鹽固體，室溫下攪拌或研磨30-120分鐘，過濾，用水洗滌沉淀物至濾液用BaCl2溶液檢驗無白色沉淀，將沉淀物干燥，得到超細輕質碳酸鈣。
本發明制備方法中原料主要取用脫硫石膏或檸檬酸石膏，具有資源充分利用和環境保護的作用。與現行的碳化法比較，不需炸山采石，保護了生態環境；不需煅燒石灰，節省能源并減少了二氧化碳向大氣的排放量。本發明具有較為明顯的社會效益和經濟效益。
具體實施例方式實施例1稱取脫硫石膏(來源于江蘇省鎮江市諫壁發電廠)干粉100克，加3％H2SO4200ml浸泡12h，過濾，濾料加入十二烷基硫酸鈉0.1克，加水380ml、20％氨水50ml和碳酸氫氨固體60克，攪拌60分鐘后過濾，收集濾液加稀硫酸調節pH為中性后蒸干回收硫酸銨。濾料用水反復洗滌至濾液用BaCl2溶液檢驗無白色沉淀，干燥，得到超細輕質碳酸鈣，產品粒徑約0.10微米。
實施例2稱取脫硫石膏(來源于江蘇省鎮江市諫壁發電廠)干粉150克，加6％H2SO4250ml浸泡12h，過濾，濾料加入十二烷基硫酸鈉3.0克，加水100ml和碳酸氫氨固體150克，攪拌120分鐘后過濾，收集濾液加稀硫酸調節pH為中性后蒸干回收硫酸銨。濾料用水反復洗滌至濾液用BaCl2溶液檢驗無白色沉淀，干燥，得到超細輕質碳酸鈣，產品粒徑約0.03微米。
實施例3稱取脫硫石膏(來源于江蘇省鎮江市諫壁發電廠)干粉200克，加10％H2SO4300ml浸泡12h，過濾，濾料加入十二烷基硫酸鈉2.0克，加水100ml和碳酸鉀固體175克，攪拌40分鐘后加水100ml過濾，收集濾液加稀硫酸調節pH為中性后蒸干回收硫酸鉀。濾料用水反復洗滌至濾液用BaCl2溶液檢驗無白色沉淀，干燥，得到超細輕質碳酸鈣，產品粒徑約0.07微米。
實施例4取檸檬酸石膏(來源于安徽省豐原生化學集團)按照國家標準《食品級石膏標準GB 1892-80》進行檢驗合格后，稱取干燥后的檸檬酸石膏100克，加水100ml攪拌，再加入食品級無水碳酸鈉固體65克，研磨30分鐘后加水過濾，收集濾液蒸干回收硫酸鈉。濾料用水反復洗滌至濾液用BaCl2溶液檢驗無白色沉淀，干燥，得到超細輕質碳酸鈣，按照國家標準《食品添加劑沉淀碳酸鈣GB1898-1996》檢驗合格，粒度3000目。
實施例5稱取檸檬酸石膏(來源于安徽省豐原生化學集團)干粉200克，加水300ml和十二烷基硫酸鈉1.0克攪拌，再加入碳酸氫鈉固體205克，攪拌90分鐘后過濾，收集濾液加稀硫酸調節pH為中性后蒸干回收硫酸鈉。濾料用水反復洗滌至濾液用BaCl2溶液檢驗無白色沉淀，干燥，得到超細輕質碳酸鈣，產品粒徑0.06約微米。
權利要求
1.一種以石膏為原料制備超細輕質碳酸鈣的方法，其特征在于該方法步驟如下以石膏為原料，加適量水調成硫酸鈣固體含量為20-70％的稀糊狀，然后加入硫酸鈣物質的量0.8-1.3倍氨水或不加入，加入適量表面活性劑或不加入，再加入硫酸鈣物質的量1.05-2.3倍的可溶性碳酸鹽或碳酸氫鹽固體，室溫下攪拌或研磨30-120分鐘，過濾，用水洗滌沉淀物至濾液用BaCl2溶液檢驗無白色沉淀，將沉淀物干燥，得到超細輕質碳酸鈣。
2.根據權利書要求1所述一種以石膏為原料制備超細輕質碳酸鈣的方法，其特征在于所述原料為脫硫石膏或檸檬酸石膏，以生產超細輕質碳酸鈣為目標產品。
3.根據權利書要求1所述一種以石膏為原料制備超細輕質碳酸鈣的方法，其特征在于所述表面活性劑是十二烷基硫酸鈉，添加量為原料硫酸鈣固體質量的0.1-2％，十二烷基硫酸鈉的作用是使生成的碳酸鈣顆粒細小，產品粒徑0.01-0.1微米，粒度均勻。
4.根據權利書要求1所述一種以石膏為原料制備超細輕質碳酸鈣的方法，其特征在于原料取用符合國家標準《食品級石膏標準GB 1892-80》的檸檬酸石膏為原料，生產過程中不加氨水和表面活性劑，添加食品級碳酸鈉反應，用水洗滌沉淀物至濾液用BaCl2溶液檢驗無白色沉淀后干燥，可得到食品級碳酸鈣，質量符合國家標準《食品添加劑沉淀碳酸鈣GB1898-1996》，粒度2000-5000目。
5.根據權利書要求1所述一種以石膏為原料制備超細輕質碳酸鈣的方法，其特征在于原料取用脫硫石膏為原料，先加適量1-10％硫酸溶液浸泡12h，過濾后加水調成硫酸鈣固體含量為20-70％的稀糊狀。
全文摘要
本發明提供一種以石膏為原料制備超細輕質碳酸鈣的方法，具體步驟為石膏漿中加氨水或不加入，加入適量表面活性劑或不加入，再加入硫酸鈣物質的量1.05－2.3倍的可溶性碳酸鹽或碳酸氫鹽固體，攪拌或研磨30－120分鐘，過濾，洗滌，干燥，得到超細輕質碳酸鈣。本發明制備超細碳酸鈣具有資源合理利用，生產工藝簡單，產品質量穩定，經濟效益明顯的優點。
文檔編號C01F11/00GK101045544SQ200710021709
公開日2007年10月3日 申請日期2007年4月26日 優先權日2007年4月26日
發明者朱偉長 申請人:安徽工業大學