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CN109251557B - 一种核-壳结构纳米沉淀碳酸钙的制备方法 - Google Patents

一种核-壳结构纳米沉淀碳酸钙的制备方法 Download PDF

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CN109251557B CN201810765893.7A CN201810765893A CN109251557B CN 109251557 B CN109251557 B CN 109251557B CN 201810765893 A CN201810765893 A CN 201810765893A CN 109251557 B CN109251557 B CN 109251557B
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Abstract

本发明公开了一种核‑壳结构纳米沉淀碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：(1)核‑纳米沉淀碳酸钙的制备：煅烧低品位石灰石得到生石灰，消化去渣，调节石灰浆A固含量；取石灰浆A送入碳酸化塔进行碳酸化反应，得到核‑纳米沉淀碳酸钙悬浮液；(2)壳层的包覆：煅烧高品位石灰石得到生石灰，消化去渣，调节石灰浆B固含量；壳层的包覆，将核‑纳米沉淀碳酸钙悬浮液和10‑30wt.％石灰浆B混合，采用碳酸化的方法或陈化的方法制备得到核‑壳结构纳米沉淀碳酸钙悬浮液；经后处理得核‑壳结构纳米沉淀碳酸钙。纳米沉淀碳酸钙的常规碳酸化产物呈类立方形貌，本发明制备方法控制好壳层包覆工艺，也可确保核‑壳结构纳米沉淀碳酸钙呈类立方形貌。

Description

一种核-壳结构纳米沉淀碳酸钙的制备方法
技术领域
本发明属于无机材料技术领域，涉及沉淀碳酸钙，更准确地说，涉及以石灰石为原料的核-壳结构纳米沉淀碳酸钙的制备方法。
背景技术
碳酸钙是重要的非金属无机矿物。碳酸钙原矿泛指石灰石、方解石和大理石等碳酸钙含量高的矿石。工业碳酸钙是以石灰石、方解石和大理石等矿石为原料，经过物理或化学方法制得的不同形貌、不同粒度的粉体产品。通过沉淀结晶方法制取的产品称为沉淀碳酸钙，其中平均粒径小于100nm的称为纳米沉淀碳酸钙。因成本低，白度高，晶粒形貌和大小可控等优点，纳米沉淀碳酸钙被广泛应用于密封胶、涂料及塑料等聚合物复合材料填充。不同领域应用对纳米沉淀碳酸钙的化学成分、形态特征、表面改性及白度(或亮度)等有不同的要求，如白/浅色密封胶和塑料制品等对填充纳米沉淀碳酸钙的白度要求极高。白度是评判纳米沉淀碳酸钙产品质量的重要指标。
目前，纳米沉淀碳酸钙普遍采用碳酸化法生产，原料是石灰石。一般情况下，石灰石品质直接影响产品白度。低品位石灰石中铁、锰及盐酸不溶物等杂质含量高，严重影响纳米沉淀碳酸钙产品色相。在石灰石矿藏中，优质石灰石并不多，绝大部分石灰石品位低，杂质含量高。在沉淀碳酸钙生产过程中，在石灰石中大多数以离子或氧化物形式存在的铁锰等杂质最后进入产品中，影响碳酸钙白度，进而影响填充制品的色相。因此，很多杂质含量较高的低品位石灰石矿被丢弃或作为建筑材料贱卖，造成资源浪费。
为了充分利用石灰石资源，实现对低品位石灰石高价值化利用，不少学者研究如何利用杂质含量高的低品位石灰石矿石制备优质纳米碳酸钙，提高产品白度，改善其应用效果。目前普遍采用的方法包括石灰分选和化学增白。石灰分选是指对低品位石灰石煅烧后得到的石灰进行分级筛选，分选出优质石灰用于生产。化学增白是通过在碳酸钙生产过程中加入强氧化剂，如次氯酸钠、过氧化氢、连二亚硫酸钠、亚硫酸钙、硫代硫酸钠等，将有色金属离子及其不溶于水的氧化物氧化成可溶于水的低价态化合物，经过滤脱水除去，达到增白的目的。强氧化剂在石灰消化、碳酸化过程中或碳酸化后加入。此外，化学增白还可采用络合物除去或掩蔽有色离子。
生产中常用于提高沉淀碳酸钙白度的方法主要是石灰筛选、漂白石灰浆或沉淀碳酸钙产品及物理除杂。以上方法用于对碳酸钙的增白均存在较大的局限性。对石灰石经煅烧后得到的石灰进行筛选的方法，由于石灰质量不易量化判断，难以实行自动化筛分，因此生产中可操作性低或需花费较高的人力成本。化学增白的方法，由于不同漂白剂适用的pH范围不同，若需通过调节碳酸钙pH值使其保持在较强酸性条件下进行还原反应进行漂白，碳酸钙的基本性质会被改变。
对低白度纳米沉淀碳酸钙成品化学增白的实质是对表层碳酸钙进行漂白，效果显著。同理，在低白度纳米沉淀碳酸钙表面包覆一层高白度作用物，也可能起到提高白度的作用，产品即为具有核-壳结构的纳米沉淀碳酸钙。核壳结构纳米材料因其独特的结构特性可赋予纳米材料许多核/壳单组分材料不具有的新特性。核壳结构是由中心粒子(核)和包覆层组成，核壳之间通过物理或者化学作用连接而成，核壳部分可由多种材料组成，包括高分子、无机物和金属等。根据核壳成分的不同，核壳结构材料主要分为有机/无机型、无机/有机型和无机/无机型。目前核壳结构的沉淀碳酸钙多为无机/有机型，通过有机聚合物包裹碳酸钙得到。简单说，无机/有机型核壳结构的沉淀碳酸钙多指沉淀碳酸钙经表面处理后，表面包覆一层有机物，从而达到提高沉淀碳酸钙分散性及制品加工和应用性能的作用。有机/无机型核壳结构碳酸钙是指在有机物的核上包覆上一层沉淀碳酸钙得到的复合粒子。目前无机/无机型核壳结构碳酸钙多以二氧化硅或二氧化钛对沉淀碳酸钙进行包覆。此外，也有其它无机材料包覆沉淀碳酸钙的技术。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种核-壳结构纳米沉淀碳酸钙的制备方法，以白度较低的纳米碳酸钙为核，在核表面包覆一层高白度壳层沉淀碳酸钙，以提高低品位矿石为原料制得沉淀碳酸钙的白度。
为实现上述目的，本发明提供了一种核-壳结构纳米沉淀碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：
(1)核-纳米沉淀碳酸钙的制备
核材原料：煅烧低品位石灰石得到生石灰，消化去渣，调节石灰浆A固含量，静置备用。
核-纳米沉淀碳酸钙碳酸化：取石灰浆A送入碳酸化塔进行碳酸化反应，得到核-纳米沉淀碳酸钙悬浮液；
(2)壳层的包覆
壳材原料：煅烧高品位石灰石得到生石灰，消化去渣，调节石灰浆B固含量；
壳层的包覆，将步骤(1)制得的核-纳米沉淀碳酸钙悬浮液和10-30wt.％石灰浆B混合，采用碳酸化的方法或陈化的方法制备得到核-壳结构纳米沉淀碳酸钙悬浮液；
(3)后处理，将步骤(2)得到的核-壳结构纳米沉淀碳酸钙悬浮液经表面处理，脱水，烘干和粉碎后即得核-壳结构纳米沉淀碳酸钙。
优选地，上述技术方案中，所述石灰浆A和所述石灰浆B的固含量为10-20％。
优选地，上述技术方案中，步骤(1)中核-纳米沉淀碳酸钙碳酸化为：取石灰浆A送入碳酸化塔，开启碳酸化塔搅拌，控制起始碳酸化温度为18-25℃，以50-100L/min流量通入二氧化碳混合气体进行碳化，其中二氧化碳浓度为20-50vol％，反应至电导率0.1-0.3mS/cm时停止通气，终止碳酸化反应，得到核-纳米沉淀碳酸钙悬浮液。
优选地，上述技术方案中，步骤(2)中采用碳酸化的方法制备核-壳结构纳米沉淀碳酸钙悬浮液为：搅拌碳酸化塔内的核-纳米沉淀碳酸钙悬浮液，搅拌速率为800-1200r/min，并以20-40L/min流量通入二氧化碳混合气体，其中二氧化碳浓度为20-50vol％；同时往核-纳米沉淀碳酸钙悬浮液里缓慢添加10-30wt.％的石灰浆B，添加过程控制体系电导率为1.0-2.0mS/cm，添加完毕后待体系电导率下降至0.1-0.3mS/cm时停止通气，终止碳酸化反应，得到核-壳结构纳米沉淀碳酸钙悬浮液。
优选地，上述技术方案中，所述二氧化碳混合气体为二氧化碳和空气的混合气体。
优选地，上述技术方案中，步骤(3)中采用陈化的方法制备核-壳结构纳米沉淀碳酸钙悬浮液为：往核-纳米沉淀碳酸钙悬浮液中添加10-30wt.％石灰浆B，并按石灰浆B摩尔量比1:1-5加入碳酸钠或碳酸氢钠，搅拌均匀，保持体系温度为40-80℃陈化12-24h，可得核-壳结构纳米沉淀碳酸钙悬浮液。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明核-壳结构纳米沉淀碳酸钙的制备方法，以低品位矿石(铁、锰等杂质含量高)经煅烧、消化及碳酸化得白度较低的纳米碳酸钙为核。采用高品位矿石(铁、锰等杂质含量低)为壳层原材料，同样经煅烧、消化及碳酸化，在核表面包覆一层高白度壳层沉淀碳酸钙，提高低品位矿石为原料制得沉淀碳酸钙的白度，同时降低生产成本。
(2)本发明的制备方法控制“核”和“壳”分步形成，“壳”的形成不受“核”的影响，在壳层包覆过程中，壳的质量含量为10-30％，“壳”控制一定厚度，确保壳层均匀包覆，同时沉淀碳酸钙形貌可控。其中，纳米沉淀碳酸钙的常规碳酸化产物呈类立方形貌，本发明中控制好壳层包覆工艺也可确保核-壳结构纳米沉淀碳酸钙呈类立方形貌。
附图说明
图1是根据本发明实施例1核-壳结构纳米沉淀碳酸钙的制备方法制备得到的核-壳结构纳米沉淀碳酸钙的SEM照片。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
本发明实施例使用的石灰石矿石成分由原子吸收光谱仪测试，见表1。
表1
矿石名称 CaCO<sub>3</sub>/wt.％ MgCO<sub>3</sub>/wt.％ Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>/wt.％ MnO<sub>2</sub>/wt.％ 判定
石灰石A 95.37 3.5845 0.0957 0.0079 低品位矿石
石灰石B 99.46 0.4921 0.0062 0.0033 高品位矿石
实施例1
一种核-壳结构纳米沉淀碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：
(1)核-纳米沉淀碳酸钙的制备
将煅烧石灰石A得到的生石灰，消化去渣，调节石灰浆A固含量至15％，静置备用。取20kg固含量为15％的石灰浆A送入碳酸化塔，开启碳酸化塔搅拌，控制起始碳酸化温度为20℃，以50L/min流量通入二氧化碳与空气混合气体进行碳化，其中二氧化碳浓度为40vol％，反应至电导率0.2mS/cm时停止通气，终止碳酸化反应，得到核-纳米沉淀碳酸钙悬浮液。
(2)壳层的包覆
煅烧石灰石B得到生石灰，消化去渣，调节石灰浆B固含量至15％，静置备用。重新开启碳酸化塔搅拌，搅拌速率为800r/min，并以40L/min流量通入二氧化碳与空气混合气体，其中二氧化碳浓度为50vol％；同时往核-纳米沉淀碳酸钙悬浮液里缓慢添加10wt.％的石灰浆B，添加过程控制体系电导率为1.0mS/cm，添加完毕后待体系电导率下降至0.3mS/cm时停止通气，终止碳酸化反应，得到核-壳结构纳米沉淀碳酸钙悬浮液。经表面处理，脱水，烘干和粉碎即得核-壳结构纳米沉淀碳酸钙。如图1所示，为本实施例制备得到核-壳结构纳米沉淀碳酸钙的SEM照片。
实施例2
一种核-壳结构纳米沉淀碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：
(1)核-纳米沉淀碳酸钙的制备
将煅烧石灰石A得到的生石灰，消化去渣，调节石灰浆固含量至20％，静置备用。取20kg固含量为20％的石灰浆送入碳酸化塔，开启碳酸化塔搅拌，控制起始碳酸化温度为18℃，以100L/min流量通入二氧化碳与空气混合气体进行碳化，其中二氧化碳浓度为50vol％，反应至电导率0.1mS/cm时停止通气，终止碳酸化反应，得到核-纳米沉淀碳酸钙悬浮液。
(2)壳层的包覆
煅烧石灰石B得到生石灰，消化去渣，调节石灰浆B固含量至20％，静置备用。按所得核-纳米沉淀碳酸钙悬浮液固含量，添加15wt.％石灰浆B，并按石灰浆B摩尔量比1:1加入碳酸氢钠，搅拌均匀，保持体系温度为75℃陈化20h，可得核-壳结构纳米沉淀碳酸钙悬浮液。经表面处理，脱水，烘干和粉碎即得核-壳结构纳米沉淀碳酸钙。
实施例3
一种核-壳结构纳米沉淀碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：
(1)核-纳米沉淀碳酸钙的制备
将煅烧石灰石A得到的生石灰，消化去渣，调节石灰浆A固含量至10％，静置备用。取20kg固含量为10％的石灰浆送入碳酸化塔，开启碳酸化塔搅拌，控制起始碳酸化温度为25℃，以100L/min流量通入二氧化碳与空气混合气体进行碳化，其中二氧化碳浓度为20vol％，反应至电导率0.3mS/cm时停止通气，终止碳酸化反应，得到核-纳米沉淀碳酸钙悬浮液。
(2)壳层的包覆
煅烧石灰石B得到生石灰，消化去渣，调节石灰浆B固含量至10％，静置备用。重新开启碳酸化塔搅拌，搅拌速率为1200r/min，并以40L/min流量通入二氧化碳与空气混合气体，其中二氧化碳浓度为25vol％；同时往核-纳米沉淀碳酸钙悬浮液里缓慢添加30wt.％石灰浆B，添加过程控制体系电导率为2.0mS/cm，添加完毕后待体系电导率下降至0.2mS/cm时停止通气，终止碳酸化反应，得到核-壳结构纳米沉淀碳酸钙悬浮液，经表面处理，脱水，烘干和粉碎即得核-壳结构纳米沉淀碳酸钙。
对比例1
将煅烧石灰石A得到的生石灰，消化去渣，调节石灰浆A至固含量12％，静置备用。取20kg固含量为12％的石灰浆送入碳酸化塔，开启碳酸化塔搅拌，控制起始碳酸化温度为23℃，以70L/min流量通入二氧化碳与空气混合气体进行碳化，其中二氧化碳浓度为20vol％，反应至电导率0.2mS/cm时停止通气，终止碳酸化反应，得到纳米沉淀碳酸钙悬浮液，经表面处理，脱水，烘干和粉碎即得纳米沉淀碳酸钙。
对比例2
一种核-壳结构纳米沉淀碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：
(1)核-纳米沉淀碳酸钙的制备
将煅烧石灰石A得到的生石灰，消化去渣，调节石灰浆A1固含量至15％，静置备用。取20kg固含量为15％的石灰浆送入碳酸化塔，开启碳酸化塔搅拌，控制起始碳酸化温度为21℃，以50L/min流量通入二氧化碳与空气混合气体进行碳化，其中二氧化碳浓度为33vol％，反应至电导率0.2mS/cm时停止通气，终止碳酸化反应，得到核-纳米沉淀碳酸钙悬浮液。
(2)壳层的包覆
将煅烧石灰石A得到的生石灰，消化去渣，调节石灰浆A2固含量至15％，静置备用。重新开启碳酸化塔搅拌，搅拌速率为800r/min，并以20L/min流量通入二氧化碳与空气混合气体，其中二氧化碳浓度为50vol％；同时往核-纳米沉淀碳酸钙悬浮液里缓慢添加10wt.％石灰浆A2，添加过程控制体系电导率为1.0mS/cm，添加完毕后待体系电导率下降至0.3mS/cm时停止通气，终止碳酸化反应，得到核-壳结构纳米沉淀碳酸钙悬浮液，经表面处理，脱水，烘干和粉碎即得核-壳结构纳米沉淀碳酸钙。
对比例3
一种核-壳结构纳米沉淀碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：
(1)核-纳米沉淀碳酸钙的制备
将煅烧石灰石A得到的生石灰，消化去渣，调节石灰浆A1固含量至20％，静置备用。取20kg固含量为20％的石灰浆A1送入碳酸化塔，开启碳酸化塔搅拌，控制起始碳酸化温度为18℃，以100L/min流量通入二氧化碳与空气混合气体进行碳化，其中二氧化碳浓度为50vol％，反应至电导率0.2mS/cm时停止通气，终止碳酸化反应，得到核-纳米沉淀碳酸钙悬浮液。
(2)壳层的包覆
煅烧石灰石A得到生石灰，消化去渣，调节石灰浆A2固含量至20％，静置备用。按所得核-纳米沉淀碳酸钙悬浮液固含量，添加15wt.％石灰浆A2，并按石灰浆A2摩尔量比1:2加入碳酸氢钠，搅拌均匀，保持体系温度为60℃陈化20h，可得核-壳结构纳米沉淀碳酸钙悬浮液，经表面处理，脱水，烘干和粉碎即得核-壳结构纳米沉淀碳酸钙。
对比例4
将煅烧石灰石B得到的生石灰，消化去渣，调节石灰浆B固含量至12％，静置备用。取20kg固含量为12％的石灰浆送入碳酸化塔，开启碳酸化塔搅拌，控制起始碳酸化温度为23℃，以75L/min流量通入二氧化碳与空气混合气体进行碳化，其中二氧化碳浓度为25vol％，反应至电导率0.3mS/cm时停止通气，终止碳酸化反应，得到纳米沉淀碳酸钙悬浮液，经表面处理，脱水，烘干和粉碎即得纳米沉淀碳酸钙。
对比例5
一种核-壳结构纳米沉淀碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：
(1)核-纳米沉淀碳酸钙的制备
将煅烧石灰石B得到的生石灰，消化去渣，调节石灰浆B1固含量至10％，静置备用。取20kg固含量为10％的石灰浆B1送入碳酸化塔，开启碳酸化塔搅拌，控制起始碳酸化温度为23℃，以60L/min流量通入二氧化碳与空气混合气体进行碳化，其中二氧化碳浓度为33vol％，反应至电导率0.3mS/cm时停止通气，终止碳酸化反应，得到核-纳米沉淀碳酸钙悬浮液。
(2)壳层的包覆
煅烧石灰石B得到生石灰，消化去渣，调节石灰浆B2固含量至10％，静置备用。重新开启碳酸化塔搅拌，搅拌速率为1000r/min，并以20L/min流量通入二氧化碳与空气混合气体，其中二氧化碳浓度为50vol％；同时往核-纳米沉淀碳酸钙悬浮液里缓慢添加15wt.％石灰浆B2，添加过程控制体系电导率为1.0mS/cm，添加完毕后待体系电导率下降至0.1mS/cm时停止通气，终止碳酸化反应，得到核-壳结构纳米沉淀碳酸钙悬浮液，经表面处理，脱水，烘干和粉碎即得核-壳结构纳米沉淀碳酸钙。
对比例6
将煅烧石灰石A得到的生石灰，消化去渣，调节石灰浆A固含量至12％，静置备用。取20kg固含量为12％的石灰浆A送入碳酸化塔，开启碳酸化塔搅拌，控制起始碳酸化温度为20℃，以70L/min流量通入二氧化碳与空气混合气体进行碳化，其中二氧化碳浓度为30vol％，反应至电导率0.1mS/cm时停止通气，终止碳酸化反应，得到纳米沉淀碳酸钙悬浮液。
将煅烧石灰石B得到的生石灰，消化去渣，调节石灰浆B固含量至12％，静置备用。取20kg固含量为12％的石灰浆送入碳酸化塔，开启碳酸化塔搅拌，控制起始碳酸化温度为20℃，以75L/min流量通入二氧化碳与空气混合气体进行碳化，其中二氧化碳浓度为30vol％，反应至电导率0.2mS/cm时停止通气，终止碳酸化反应，得到纳米沉淀碳酸钙悬浮液。
按石灰石B的生浆碳化所得纳米沉淀碳酸钙悬浮液与石灰石A的生浆碳化所得纳米沉淀碳酸钙悬浮液质量比1:3混合两者，搅拌均匀后，经表面处理及脱水后，烘干粉碎即得纳米沉淀碳酸钙粉。
对不同实施例和对比例制备得到的碳酸钙表征和应用结果进行对比，对比结果如表2所示。
表2不同实施例和对比例制备得到的碳酸钙表征和应用结果对比
Figure BDA0001729024960000111
如表2所示，通过本发明方法制备得到的核-壳结构纳米碳酸钙在软质PVC应用里改善色相效果显著。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (3)

1.一种核-壳结构纳米沉淀碳酸钙的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）核-纳米沉淀碳酸钙的制备
核材原料：煅烧低品位石灰石得到生石灰，消化去渣，调节石灰浆A固含量；所述的低品位石灰石按照质量百分比包含以下组分：95.37%CaCO3、3.5845%MgCO3、0.0957%Fe2O3、0.0079%MnO2；核-纳米沉淀碳酸钙碳酸化为：取石灰浆A送入碳酸化塔，开启碳酸化塔搅拌，控制起始碳酸化温度为18-25℃，以50-100L/min流量通入二氧化碳混合气体进行碳化，其中二氧化碳浓度为20-50vol%，反应至电导率0.1-0.3mS/cm时停止通气，终止碳酸化反应，得到核-纳米沉淀碳酸钙悬浮液；
（2）壳层的包覆
壳材原料：煅烧高品位石灰石得到生石灰，消化去渣，调节石灰浆B固含量；所述的高品位石灰石按照质量百分比包含以下组分：99.46%CaCO3、0.4921%MgCO3、0.0062%Fe2O3、0.0033%MnO2；
壳层的包覆，将步骤（1）制得的核-纳米沉淀碳酸钙悬浮液和10-30 wt.%石灰浆B混合，采用碳酸化的方法或陈化的方法制备得到核-壳结构纳米沉淀碳酸钙悬浮液；采用陈化的方法制备核-壳结构纳米沉淀碳酸钙悬浮液为：往核-纳米沉淀碳酸钙悬浮液中添加10-30wt.%石灰浆B，并按石灰浆B摩尔量比1:1-5加入碳酸钠或碳酸氢钠，搅拌均匀，保持体系温度为40-80℃陈化12-24h，可得核-壳结构纳米沉淀碳酸钙悬浮液；
所述石灰浆A和所述石灰浆B的固含量为10-20%；
（3）后处理，将步骤（2）得到的核-壳结构纳米沉淀碳酸钙悬浮液经表面处理，脱水，烘干和粉碎后即得核-壳结构纳米沉淀碳酸钙。
2. 根据权利要求1所述的核-壳结构纳米沉淀碳酸钙的制备方法，其特征在于，步骤（2）中采用碳酸化的方法制备核-壳结构纳米沉淀碳酸钙悬浮液为：搅拌碳酸化塔内的核-纳米沉淀碳酸钙悬浮液，搅拌速率为800-1200r/min，并以20-40L/min流量通入二氧化碳混合气体，其中二氧化碳浓度为20-50vol%；同时往核-纳米沉淀碳酸钙悬浮液里缓慢添加10-30 wt.%的石灰浆B，添加过程控制体系电导率为1.0-2.0mS/cm，添加完毕后待体系电导率下降至0.1-0.3mS/cm时停止通气，终止碳酸化反应，得到核-壳结构纳米沉淀碳酸钙悬浮液。
3.根据权利要求1所述的核-壳结构纳米沉淀碳酸钙的制备方法，其特征在于，所述二氧化碳混合气体为二氧化碳和空气的混合气体。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111422894B (zh) * 2019-12-23 2022-10-11 广西大学 一种碳酸钙包覆碳酸钙粉体的制备方法
CN114291835B (zh) * 2021-12-31 2023-08-29 广西华纳新材料科技有限公司 一种大小立方分散沉淀碳酸钙的制备方法
CN114804178B (zh) * 2022-05-19 2023-12-01 广西民泰纳米科技有限公司 一种聚酯族降解塑料专用纳米碳酸钙的制备方法
CN115557524A (zh) * 2022-09-23 2023-01-03 广西华纳新材料股份有限公司 一种高白度高分散性纳米碳酸钙及其制备方法
CN115785529B (zh) * 2022-12-08 2024-01-02 广西平果市润丰钙新材料科技有限公司 一种高亮度低比重亮光胶专用纳米碳酸钙的制备方法

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1217007A (zh) * 1996-03-04 1999-05-19 Fp颜料有限公司 涂覆沉淀碳酸钙的颜料粉粒及其制备方法
KR20020072821A (ko) * 2001-03-13 2002-09-19 주식회사 포스코 제강 조재제용 생석회와 그 제조방법
CN1371947A (zh) * 2001-02-27 2002-10-02 盖国胜 一种重质碳酸钙表面包覆纳米碳酸钙的方法
CN101318685A (zh) * 2008-06-28 2008-12-10 福建省万旗非金属材料有限公司 利用低品位石灰石活化罐活化制备超细活性纳米碳酸钙的方法
CN101318684A (zh) * 2008-06-28 2008-12-10 福建省万旗非金属材料有限公司 利用低品位石灰石湿法活化制备超细活性纳米碳酸钙的方法
CN101560335A (zh) * 2009-05-25 2009-10-21 长兴清华粉体及新材料工程中心有限公司 一种制备纳米包覆复合碳酸钙的方法
JP4375842B2 (ja) * 1999-07-12 2009-12-02 北海道石灰化工株式会社 炭酸カルシウムの製造方法、及び石灰石からの沈降製炭酸カルシウムの白化方法
CN102504617A (zh) * 2011-09-30 2012-06-20 广东轻工职业技术学院 一种高岭土复合材料及其制备方法
CN102583483A (zh) * 2012-02-22 2012-07-18 常州碳酸钙有限公司 微米纺锤体复合纳米碳酸钙的制备方法
CN102659159A (zh) * 2012-02-22 2012-09-12 常州碳酸钙有限公司 微米颗粒体复合纳米碳酸钙的制备方法
CN103131210A (zh) * 2013-02-06 2013-06-05 浙江工业大学 一种复合碳酸钙的制备方法
CN104080860A (zh) * 2011-10-13 2014-10-01 2262554安大略股份有限公司 用于制备碳酸钙涂覆的氢氧化钙颗粒的方法和装置
CN107446384A (zh) * 2017-08-10 2017-12-08 青阳县永诚钙业有限责任公司 一种复合碳酸钙的制备方法
CN107697940A (zh) * 2017-10-27 2018-02-16 山西新泰恒信纳米材料有限公司 一种纳米复合超细重质碳酸钙的制备方法
CN108069452A (zh) * 2017-12-19 2018-05-25 安徽省宣城市华纳新材料科技有限公司 一种链状方解石型碳酸钙的制备方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3839064A (en) * 1972-09-21 1974-10-01 Champion Int Corp Inorganic pigment-loaded polymeric microcapsular system
DE60108990D1 (de) * 2001-10-31 2005-03-24 Council Scient Ind Res Verfahren zur erzeugung von feinteiligem calciumkarbonat aus calciumkarbonatreichen industriellen nebenprodukten
CN100335567C (zh) * 2002-03-20 2007-09-05 新加坡纳米材料科技有限公司 CaCO3/SiO2·nH2O纳米复合颗粒和空心SiO2·nH2O纳米材料及其制备方法
CN1167752C (zh) * 2002-04-05 2004-09-22 中山大学 纳米CaCO3／SiO2核－壳结构粒子的制备方法
EP1699739A1 (en) * 2003-12-16 2006-09-13 Imerys Pigments, Inc. Method and system for growing larger precipitated calcium carbonate crystals
CN100580030C (zh) * 2006-10-23 2010-01-13 上海东升新材料有限公司 核-壳结构TiO2/CaCO3复合白色颜料的制备方法
CN101570342B (zh) * 2009-06-11 2011-08-24 福建省万旗非金属材料有限公司 一种利用低品位石灰石湿法制备硅酮密封胶专用高白度纳米碳酸钙的方法
CN102020878B (zh) * 2009-09-15 2013-05-29 上海华明高技术（集团）有限公司 一种超细碳酸钙复合粒子的制备方法
EP2524898B1 (en) * 2011-05-16 2015-09-02 Omya International AG Method for the production of precipitated calcium carbonate from pulp mill waste
KR101499139B1 (ko) * 2014-07-18 2015-03-06 주식회사 나노텍세라믹스 탄산염의 연속 제조방법
CN108101094B (zh) * 2018-01-28 2019-12-13 宁波普莱斯帝金属制品有限公司 一种氧化钙-碳酸钙核壳纳米颗粒组装结构的制备方法

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1217007A (zh) * 1996-03-04 1999-05-19 Fp颜料有限公司 涂覆沉淀碳酸钙的颜料粉粒及其制备方法
JP4375842B2 (ja) * 1999-07-12 2009-12-02 北海道石灰化工株式会社 炭酸カルシウムの製造方法、及び石灰石からの沈降製炭酸カルシウムの白化方法
CN1371947A (zh) * 2001-02-27 2002-10-02 盖国胜 一种重质碳酸钙表面包覆纳米碳酸钙的方法
KR20020072821A (ko) * 2001-03-13 2002-09-19 주식회사 포스코 제강 조재제용 생석회와 그 제조방법
CN101318685A (zh) * 2008-06-28 2008-12-10 福建省万旗非金属材料有限公司 利用低品位石灰石活化罐活化制备超细活性纳米碳酸钙的方法
CN101318684A (zh) * 2008-06-28 2008-12-10 福建省万旗非金属材料有限公司 利用低品位石灰石湿法活化制备超细活性纳米碳酸钙的方法
CN101560335A (zh) * 2009-05-25 2009-10-21 长兴清华粉体及新材料工程中心有限公司 一种制备纳米包覆复合碳酸钙的方法
CN102504617A (zh) * 2011-09-30 2012-06-20 广东轻工职业技术学院 一种高岭土复合材料及其制备方法
CN104080860A (zh) * 2011-10-13 2014-10-01 2262554安大略股份有限公司 用于制备碳酸钙涂覆的氢氧化钙颗粒的方法和装置
CN102583483A (zh) * 2012-02-22 2012-07-18 常州碳酸钙有限公司 微米纺锤体复合纳米碳酸钙的制备方法
CN102659159A (zh) * 2012-02-22 2012-09-12 常州碳酸钙有限公司 微米颗粒体复合纳米碳酸钙的制备方法
CN103131210A (zh) * 2013-02-06 2013-06-05 浙江工业大学 一种复合碳酸钙的制备方法
CN107446384A (zh) * 2017-08-10 2017-12-08 青阳县永诚钙业有限责任公司 一种复合碳酸钙的制备方法
CN107697940A (zh) * 2017-10-27 2018-02-16 山西新泰恒信纳米材料有限公司 一种纳米复合超细重质碳酸钙的制备方法
CN108069452A (zh) * 2017-12-19 2018-05-25 安徽省宣城市华纳新材料科技有限公司 一种链状方解石型碳酸钙的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
对低品位石灰石的开采利用;张小丹等;《建材技术与应用》;20110815(第08期);22-23 *

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