纳米碳酸钙生产技术(18).ppt

学术讲座之一纳米碳酸钙生产技术,主讲：颜 鑫 教授,主要内容,纳米碳酸钙生产关键技术,纳米碳酸钙生产工艺流程,一、纳米碳酸钙生产概述,碳酸钙，最大的无机盐产业之一，也是一种用量最大、用途最广的新型无机填料。轻质碳酸钙亦称沉淀碳酸钙（Precipitated Calcium Carbonate,简称PCC）由于原料广、价格低、无毒性、白度高，广泛用作橡胶、塑料、造纸、涂料、油漆、电线、电缆、油墨、电焊条、有机合成、医药、食品、日化、饲料等行业的填料和添加剂。用途不同对CaCO3的粒径、晶形、表面改性等有不同的要求。因而CaCO3已成为一种系列化的产品，如日本白氏公司生产的“白燕华”系列就有好几十种品种。不同品种应用范围不同，性能相差很大，价格也十分悬殊，从80010000元/t不等。近年来，由于CaCO3产品粒子的超细化，晶体形状的多样化以及表面改性技术的发展，提高了CaCO3产品的应用价值，拓展了CaCO3产品的应用领域。,1、碳酸钙产品的分类,碳酸钙工业，重质碳酸钙，特点 轻质碳酸钙，特点普通轻质碳酸钙粒径为110m，比表面积5m2/g左右，只具有填充功能；微细碳酸钙的粒径为0.11m，比表面积为1020m2/g左右，具有半补强效能；超细活性碳酸钙粒径为0.010.1m（1100nm），比表面积为2080m2/g，具有较高的补强效能。俗称纳米级碳酸钙（简称NCC或NPCC）。,2、纳米碳酸钙的特性与分类,纳米碳酸钙碳酸钙行业中的“后起之秀”，作为一种新型高档无机功能性填料、目前唯一吨价位在万元以内的纳米材料、目前唯一达到万吨级规模的纳米产业、应用最广泛的纳米产品，在增韧性、补强性、透明性、触变性、流平性和消毒杀菌等应用方面的性能，从而大大拓宽了纳米碳酸钙的应用领域，极大地改善和提高了相关行业的产品性能和质量。填充剂、添加剂、补强剂、改性剂及增白剂，以节约母料、增容增量、降低成本、改善制品品质、增强制品功能，增加制品附加值等。,按专门用途、不同晶形、粒径大小分类,3、不同晶形碳酸钙的特点,4、碳酸钙粒度划分、尺寸范围及检测手段,5、碳酸钙的主要技术指标,沉降体积初步表示碳酸钙粒度的大小吸油值大小判断产品结构用亲水性和疏水性判断是否活化 用比表面积判断是否微细 采用白度仪测定白度,碳酸钙的吸油量与其颗粒间的空隙及其表面性能、比表面积有关。颗粒大、粒度分布均匀、表面光洁的产品，比表面积小，吸油值低；反之，则吸油值高；活性钙吸油值远小于普通碳酸钙。吸油值大小与应用性能的关系：应用于塑料、涂料、油墨的纳米碳酸钙的吸油值应尽可能小。其吸油值过大，就会增加产品黏度。因此，必须进行改性处理，以显著降低其吸油值。应用于橡胶、造纸领域的纳米碳酸钙的吸油值应在确保分散性能的前提下尽可能大，因为吸油值大则意味着碳酸钙填料与橡胶、纸张基质之间的附着力增大，从而发挥其补强增韧特性。在塑料、涂料、油墨等应用领域，纳米碳酸钙的吸油值越低越好。作为纳米碳酸钙产品，首先考虑的是其粒径大小，其次是分散性能如何，在此基础上再考虑如何降低其吸油值，只有这样才有实际意义。假如其分散性不好，二次粒子团聚很历害，其比表面积会很小，这时，即使其吸油值很低，在应用时也没有什么实际意义。,6、普通轻钙、活性轻钙、专用纳米钙的主要质量控制指标比较,石灰烧制：消化反应：CaO+H2O Ca(OH)2+Q2碳化反应：Ca(OH)2+CO2 CaCO3+Q3,纳米碳酸钙生产的工艺流程,纳米碳酸钙与普通轻钙和活性轻钙的工艺比较,从普通轻钙，到活性轻钙，再到活性纳米钙，其工艺流程的变化规律总的来说是越来越复杂，主要区别在于：设备方面，纳米钙多了制冷设备、活化设备、沉降槽、解聚分散机等。添加剂方面，纳米钙多了晶形导向剂、分散剂、活性剂。对原料的要求不同，纳米钙要求生石灰品质高；工艺用水要求较高，普通轻钙可用回收过滤清液均可。普通轻钙生产中，工艺用水可以全部实现循环利用，而单纯的纳米钙工艺用水是不能循环使用的，其过滤清液往往必须排放，容易造成污染。,普通轻钙、活性轻钙和活性纳米钙的工艺条件比较,纳米钙与普通轻钙的性能比较,可见，纳米钙与普通轻钙不仅表现在碳酸钙粒子大小的的差别，还表现在是否进行表面改性、晶形是否可控、CaCO3含量高低、分散性优劣、吸油值高低、流动性和疏水性的优劣等；二者在应用方面的差别主要表现为所起的宏观作用不同，普通轻钙只能起填充剂作用，而纳米碳酸钙除了起填充剂作用外，补强作用、改性作用才是其真正价值的体现。,