【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及一種納米碳酸鈣，還涉及所述納米碳酸鈣的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

碳酸鈣工業(yè)作為非金屬礦工業(yè)的一個分支，在我國發(fā)展迅猛，已成為非金屬礦工業(yè)的重要產(chǎn)業(yè)。碳酸鈣廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料、造紙、涂料、油墨等技術(shù)領(lǐng)域，其主要作用是增加產(chǎn)品體積，降低生產(chǎn)成本，改善產(chǎn)品加工性能等。近年來，隨著納米技術(shù)發(fā)展，碳酸鈣制備朝著超細(xì)化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜化及表面改性技術(shù)的方向發(fā)展，這極大地提高了它的應(yīng)用價值。納米碳酸鈣粒徑范圍一般小于100nm，是一種白色粉末，其主要特點是粒徑小、比表面積大，其性能優(yōu)于普通輕質(zhì)碳酸鈣。由于納米碳酸鈣粒子超細(xì)化，其晶體結(jié)構(gòu)和表面電子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，產(chǎn)生了普通碳酸鈣所不能達(dá)到的量子效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)，它的一些物理化學(xué)性質(zhì)也隨之發(fā)生了變化。據(jù)報道，粒徑為10～100nm的納米碳酸鈣對橡膠、塑料等具有補(bǔ)強(qiáng)作用；5～20nm超微細(xì)碳酸鈣的補(bǔ)強(qiáng)效果與白炭黑相當(dāng)；100～1000nm微細(xì)碳酸鈣具有半補(bǔ)強(qiáng)作用；1～3μm沉淀碳酸鈣只能起填充劑作用。

納米碳酸鈣可用作涂布加工紙，特別是高級銅版紙的原料。由于它分散性能好、粘度低，可替代部分陶土，能有效地提高紙的白度和不透明度，改進(jìn)紙的平滑度、柔軟度，改善油墨的吸收性能、提高保留率。

納米碳酸鈣作為補(bǔ)鈣劑、增加飼料含鈣量用于飼料行業(yè)中；因其純度高、白度好、粒度細(xì)，它能夠替代鈦白粉而用于化妝品中。

目前，碳酸鈣制備方法主要是物理法和化學(xué)法。物理法制備的碳酸鈣因其表觀密度比化學(xué)法制備的要大，故稱為重質(zhì)碳酸鈣，而化學(xué)法制備的碳酸鈣稱為輕質(zhì)碳酸鈣或沉淀碳酸鈣。

物理法是指從原材料到粒子的整個制備過程沒有化學(xué)反應(yīng)參與的制備方法，例如高碳酸鈣含量的天然石灰石等礦石進(jìn)行機(jī)械物理粉碎而得到碳酸鈣產(chǎn)品的方法。但是使用粉碎機(jī)將這些礦石粉碎到1μm以下是相當(dāng)困難的，只有采用特殊的方法和機(jī)械才有可能達(dá)到0.1μm以下。

化學(xué)法包括復(fù)分解法和碳化法。復(fù)分解法是以水溶性鈣鹽(如cacl2)和水溶性碳酸鹽(如na2co3、(nh4)2co3)為原料，在適宜條件下反應(yīng)而制得納米碳酸鈣的方法。這種方法通過控制反應(yīng)物濃度及生成碳酸鈣的過飽和度，并加入適當(dāng)添加劑，得到球形的、粒徑極小、比表面積很大的碳酸鈣。但是，吸附在碳酸鈣上的大量氯離子很難除盡，生產(chǎn)中使用的傾析法往往消耗大量時間和洗滌用水。

碳化法是一種在目前市場上比較普遍的納米碳酸鈣生產(chǎn)方法。這種方法是精選石灰石煅燒得到氧化鈣和窯氣，將氧化鈣消化，生成的懸浮氫氧化鈣在高剪切力作用下粉碎，多級旋液分離除去顆粒及雜質(zhì)，得到一定濃度的精制氫氧化鈣懸浮液；然后通入co2氣體在適當(dāng)晶型控制劑存在下碳化至終點，得到碳酸鈣漿液；再進(jìn)行脫水、干燥、表面處理，得到納米碳酸鈣。這種方法生產(chǎn)效率低、氣液接觸差、碳化時間長。石灰乳碳化屬于多相反應(yīng)，由于氣、液、固三相中存在氣膜擴(kuò)散阻力、液膜擴(kuò)散阻力、化學(xué)反應(yīng)阻力和固體粒子溶解阻力，使納米碳酸鈣合成及表面改性存在一定的難度，對產(chǎn)品質(zhì)量影響較大。

2000年10月，廣東恩平化工實業(yè)有限公司采用北京化工大學(xué)開發(fā)應(yīng)用的以低溫、間歇、超重力為特點的專利技術(shù)建成了世界上第一條3kg/a超重力法納米碳酸鈣生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線運行考核結(jié)果證明，其核心設(shè)備超重力碳化反應(yīng)器單機(jī)生產(chǎn)能力達(dá)到3.5kg/a，超過了設(shè)計能力。經(jīng)檢測，其產(chǎn)品性能達(dá)到了英國ici公司生產(chǎn)的高級轎車漆專用的spt納米碳酸鈣質(zhì)量指標(biāo)，超過了當(dāng)時化工行業(yè)納米碳酸鈣國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，但該法由于生產(chǎn)工藝不連續(xù)，投資大，能耗高。成本居高不下，目前已逐步退出市場。

廣東省廣平化工實業(yè)有限公司采用間歇鼓泡式碳化法生產(chǎn)納米碳酸鈣，其工藝存在能耗高、工藝條件較難控制、產(chǎn)品粒度分布較寬等問題；上海卓越新材料有限公司采用間歇攪拌式碳化法生產(chǎn)納米碳酸鈣，存在設(shè)備投資大，操作復(fù)雜的工業(yè)化難題。

由前面描述的現(xiàn)有生產(chǎn)方法可知，現(xiàn)有方法存在著諸多缺陷，影響工業(yè)化實施及產(chǎn)品質(zhì)量。因此，本發(fā)明人在傳統(tǒng)碳化法和復(fù)分解法基礎(chǔ)上通過大量實驗研究和探索，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的一些缺陷，終于完成了氯化鈣-氨-二氧化碳法生產(chǎn)納米碳酸鈣的方法，該方法的優(yōu)越性在于可實施性強(qiáng)，易于操作和控制，成本低廉，環(huán)境友好。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

[要解決的技術(shù)問題]

本發(fā)明的目的是提供一種納米碳酸鈣。

本發(fā)明的另一個目的是提供所述納米碳酸鈣的生產(chǎn)方法。

[技術(shù)方案]

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的。

本發(fā)明涉及一種納米碳酸鈣的生產(chǎn)方法。

該生產(chǎn)方法的步驟如下：

a、吸氨

讓在甘油法生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷過程中產(chǎn)生的濃度為以重量計15％～26％的氯化鈣溶液經(jīng)管道由泵1送到吸氨反應(yīng)釜2上部，同時讓氨氣經(jīng)管道送到吸氨反應(yīng)釜2底部，其中氯化鈣與氨氣在摩爾比1：2.05～2.25與溫度20～40℃的條件下攪拌混合，同時加入以氯化鈣重量計1～3％的添加劑，得到一種混合物溶液；所述的添加劑是一種或多種選自甘油、蔗糖、硬脂酸、六偏磷酸納、磷酸或尿素的添加劑；

b、碳化

步驟a得到的混合物溶液經(jīng)在吸氨反應(yīng)釜2底部的管道由泵3送到碳化塔4上部，同時由碳化塔4底部通入二氧化碳?xì)怏w，讓所述混合物溶液與二氧化碳在溫度20～30℃下進(jìn)行碳化反應(yīng)60～100min，碳化反應(yīng)物匯集于碳化塔4底部；

c、過濾洗滌

在步驟b得到的碳化反應(yīng)物經(jīng)位于碳化塔4底部的管道由泵5送到在過濾洗滌罐6頂部的物料進(jìn)口62，所述的碳化反應(yīng)物在其中進(jìn)行過濾分離，得到一種含氯化銨濾液與一種固體物料；

所述的含氯化銨濾液經(jīng)位于過濾洗滌罐6底部的管道由泵7送到蒸發(fā)裝置，再通過進(jìn)料泵10由蒸發(fā)器11頂部送入蒸發(fā)器11中，同時蒸汽通過管道送到蒸發(fā)器11上部；所述的含氯化銨濾液在蒸發(fā)器11中被蒸汽加熱，蒸發(fā)濃縮；其中一部分蒸汽被冷凝成冷凝水由蒸發(fā)器11下部排出，余下蒸汽由蒸發(fā)器11下部經(jīng)壓縮機(jī)12送到蒸發(fā)器11上部，而濃縮液由蒸發(fā)器11底部經(jīng)管道送到結(jié)晶器14中，濃縮液在結(jié)晶器14、冷卻器13與管道構(gòu)成的回路中進(jìn)行循環(huán)冷卻結(jié)晶，當(dāng)氯化銨粒子生大后由結(jié)晶器14底部排出，經(jīng)離心機(jī)15分離得到氯化銨晶體，結(jié)晶母液返回蒸發(fā)器11繼續(xù)蒸發(fā)；

在過濾洗滌罐6內(nèi)的固體物料使用由管道經(jīng)清洗水進(jìn)口63輸入的清水通過攪拌槳15進(jìn)行攪拌洗滌，過濾分離，得到洗滌液與洗滌固體物料；所述的洗滌液經(jīng)在過濾洗滌罐6底部的濾液出口65與管道由泵7送到儲罐8，以便重復(fù)使用；所述的洗滌固體物料由位于過濾洗滌罐6頂部的壓縮空氣進(jìn)口61通入的壓縮空氣吹干得到一種干燥濾餅；

d、干燥

在步驟c得到的濾餅在過濾洗滌罐6中的刮刀機(jī)構(gòu)66的作用下被刮起，由在過濾洗滌罐6中部的出料口64排到雙槳葉干燥機(jī)9中干燥得到所述的納米碳酸鈣產(chǎn)品。

根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，在步驟a中，氯化鈣、氨氣與添加劑攪拌混合20～60min。

根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，在步驟a中，所述攪拌的速度是300～600r/min。

根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，在步驟a中，所述氯化鈣溶液的濃度是以重量計18～22％。

根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，在步驟b中，所述混合物溶液與二氧化碳的體積比是1:60～120。

根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，在步驟c中，所述的固體物料使用清水進(jìn)行攪拌洗滌2～3次，洗滌至在洗滌液中沒有氯離子。

根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，在步驟c中，壓縮空氣吹干的濾餅的水含量是以重量計40～50％。

根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，在步驟d中，所述的濾餅在在溫度100～140℃下干燥4～6h。

本發(fā)明還涉及所述方法生產(chǎn)得到的納米碳酸鈣。

根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，所述納米碳酸鈣的碳酸鈣含量是以重量計98.2～99.0％、平均粒徑45～80.5nm、白度96.8～98.2與比表面積22.3～24.5m²/g。

下面將更詳細(xì)地描述本發(fā)明。

本發(fā)明涉及一種納米碳酸鈣的生產(chǎn)方法，具體的納米碳酸鈣生產(chǎn)工藝流程參見附圖1。

該生產(chǎn)方法的步驟如下：

a、吸氨

讓在甘油法生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷過程中產(chǎn)生的濃度為以重量計15％～26％的氯化鈣溶液經(jīng)管道由泵1送到吸氨反應(yīng)釜2上部，同時讓氨氣經(jīng)管道送到吸氨反應(yīng)釜2底部，其中氯化鈣與氨氣在摩爾比1：2.05～2.25與溫度20～40℃的條件下攪拌混合，同時加入以氯化鈣重量計1～3％的添加劑，得到一種混合物溶液；所述的添加劑是一種或多種選自甘油、蔗糖、硬脂酸、六偏磷酸納、磷酸或尿素的添加劑；

在甘油法生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷過程中產(chǎn)生的氯化鈣溶液是一種含有氫氧化鈣固體的懸濁液，其氯化鈣含量為以重量計11～12％，這種懸濁液經(jīng)過濾、中和、濃縮便能夠得到用于本發(fā)明生產(chǎn)納米碳酸鈣的原料，即濃度為以重量計15～26％的氯化鈣溶液。

本發(fā)明使用氨氣的目的是為了減少在懸濁液過濾時所得到濾液的排放。所述的吸氨實際上是一種將氨氣溶解在水中的過程，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，氨氣在水中極易溶解形成氨水。氨氣在水中的反應(yīng)如下：

nh3+h2o＝nh3·h2o

根據(jù)本發(fā)明，所述氯化鈣溶液的濃度是以重量計15～26％。如果氯化鈣溶液濃度低于15％，則納米碳酸鈣收率和純度會降低；如果氯化鈣濃度高于26％，則納米碳酸鈣白度會降低，達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，氯化鈣溶液的濃度為15～26％是合適的。優(yōu)選地，氯化鈣溶液的濃度是以重量計16～24％。更優(yōu)選地，氯化鈣溶液的濃度是以重量計18～22％。

所述氯化鈣與所述氨氣的摩爾比為1：2.05～2.25。如果氯化鈣與氨氣的摩爾比大于1：2.05，則影響碳化反應(yīng)進(jìn)行徹底，導(dǎo)致碳酸鈣產(chǎn)品中殘留有氯化鈣，不易除去；如果氯化鈣與氨氣的摩爾比小于1：2.25，則造成原料氨氣的浪費，不經(jīng)濟(jì)。因此，氯化鈣與氨氣的摩爾比為1：2.05～2.25是恰當(dāng)?shù)摹?yōu)選地，氯化鈣與氨氣的摩爾比為1：2.08～2.20，更優(yōu)選地為1：2.10～2.18。

根據(jù)本發(fā)明，所述的吸氨是在溫度20～40℃下進(jìn)行20～60min，優(yōu)選地，在溫度25～35℃下進(jìn)行30～50min，更優(yōu)選地，在溫度28～30℃下進(jìn)行30～40min。

在本發(fā)明中，氯化鈣、氨氣與添加劑混合時攪拌速度是300～600r/min，優(yōu)選地是400～500r/min。

在本發(fā)明中，吸氨時使用的反應(yīng)釜是帶有渦輪攪拌槳的玻璃鋼反應(yīng)釜。這種玻璃鋼反應(yīng)釜是本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的設(shè)備，例如由山東泰達(dá)環(huán)保設(shè)備有限公司出售的玻璃鋼反應(yīng)釜，杭州中環(huán)化工設(shè)備有限公司出售的玻璃鋼反應(yīng)釜。

b、碳化

步驟a得到的混合物溶液經(jīng)在吸氨反應(yīng)釜2底部的管道由泵3送到碳化塔4上部，同時由碳化塔4底部通入二氧化碳?xì)怏w，讓所述混合物溶液與二氧化碳在溫度20～30℃下進(jìn)行碳化反應(yīng)60～100min，碳化反應(yīng)物匯集于碳化塔4底部；

在這個步驟中，所述混合物溶液中的氨與二氧化碳進(jìn)行碳化反應(yīng)，生成碳酸氫銨。

根據(jù)本發(fā)明，所述混合物溶液與二氧化碳的體積比是1:60～120。

本發(fā)明中，所述的碳化反應(yīng)在溫度20～30℃下進(jìn)行60～100min，優(yōu)選地，在溫度22～28℃下進(jìn)行68～90min，更優(yōu)選地，在溫度24～26℃下進(jìn)行72～86min。

本發(fā)明中，碳化塔4與侯氏制堿法的碳化塔相似，底部具有氣體分布器，有利于二氧化碳?xì)怏w在混合物溶液相中進(jìn)行碳化反應(yīng)。本發(fā)明使用的碳化塔是本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員熟悉的設(shè)備，例如由無錫市盛寧化工機(jī)械廠出售的碳化塔。

c、過濾洗滌

在步驟b得到的碳化反應(yīng)物經(jīng)位于碳化塔4底部的管道由泵5送到在過濾洗滌罐6頂部的物料進(jìn)口62，所述的碳化反應(yīng)物在其中進(jìn)行過濾分離，得到一種含氯化銨濾液與一種固體物料；

本發(fā)明使用的過濾洗滌罐6外部結(jié)構(gòu)如附圖2所示，其中包括壓縮空氣進(jìn)口61、物料進(jìn)口62、清洗水進(jìn)口63、出料口64、濾液出口65、攪拌槳66與刮刀機(jī)構(gòu)67，本發(fā)明使用的過濾洗滌罐6是本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的設(shè)備，例如由上海莉敏實業(yè)有限公司以商品名lmmy2000密閉加壓過濾洗滌一體機(jī)出售的產(chǎn)品、常州市菲爾特機(jī)械制造有限公司以商品名my過濾洗滌二合一過濾機(jī)出售的產(chǎn)品。

所述的濾液經(jīng)位于過濾洗滌罐6底部的濾液出口65與管道由泵7送到蒸發(fā)裝置附圖3進(jìn)行蒸發(fā)；所述氯化銨的蒸發(fā)采用mvr-oslo系統(tǒng)。采用mvr-oslo系統(tǒng)可以在較低溫度下操作，提高氯化銨收率，控制蒸發(fā)溫度為95℃、壓力0.04mpa、加熱蒸汽104℃與0.12mpa、mvr壓縮比3。

所述的含氯化銨濾液經(jīng)位于過濾洗滌罐6底部的管道由泵7送到蒸發(fā)裝置，再通過進(jìn)料泵10由蒸發(fā)器11頂部送入蒸發(fā)器11中，同時蒸汽通過管道送到蒸發(fā)器11上部；所述的含氯化銨濾液在蒸發(fā)器11中被蒸汽加熱，蒸發(fā)濃縮；其中一部分蒸汽被冷凝成冷凝水由蒸發(fā)器11下部排出，余下蒸汽由蒸發(fā)器11下部經(jīng)壓縮機(jī)12送到蒸發(fā)器11上部，而濃縮液由蒸發(fā)器11底部經(jīng)管道送到結(jié)晶器14中，濃縮液在結(jié)晶器14、冷卻器13與管道構(gòu)成的回路中進(jìn)行循環(huán)冷卻結(jié)晶，當(dāng)氯化銨粒子生大后由結(jié)晶器14底部排出，經(jīng)離心機(jī)15分離得到氯化銨晶體，結(jié)晶母液返回蒸發(fā)器11繼續(xù)蒸發(fā)；。

在過濾洗滌罐6內(nèi)的固體物料使用由管道經(jīng)清洗水進(jìn)口63輸入的清水通過攪拌槳66進(jìn)行攪拌洗滌，過濾分離，得到洗滌液與洗滌固體物料；所述的洗滌液經(jīng)過濾洗滌罐6的濾液出口65與管道由泵7送到儲罐8，以便重復(fù)使用；所述的洗滌固體物料由位于過濾洗滌罐6頂部的壓縮空氣進(jìn)口61通入的壓縮空氣吹干得到一種干燥濾餅；

根據(jù)本發(fā)明，所述的固體物料使用清水進(jìn)行攪拌洗滌2～3次，洗滌至在洗滌液中沒有氯離子。在本發(fā)明中，洗水中氯離子檢測方法是化工技術(shù)領(lǐng)域里的常規(guī)分析方法，例如gb11896-89《水質(zhì)氯化物的測定硝酸銀滴定法》。

在本發(fā)明中，用壓縮空氣吹干洗滌固體物料時使用的空氣流量沒有特別限制，只是根據(jù)實際需要來確定其流量，這對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員而言不存在任何技術(shù)問題。

根據(jù)本發(fā)明，壓縮空氣吹干的濾餅的水含量是以重量計40～50％。如果干燥濾餅的水含量小于40％，則壓濾比較困難；如果干燥濾餅的水含量大于50％，則增加干燥能耗；因此，干燥濾餅的水含量為40～50％是合理的，優(yōu)選地是42～48％；更優(yōu)選地是44～46％。

在本發(fā)明中，干燥濾餅的水含量是采用化工技術(shù)領(lǐng)域里的常規(guī)重量法測定的。

在本發(fā)明中，氯化銨的回收采用四效錯流蒸發(fā)，蒸汽被充分利用，降低了成本，使經(jīng)濟(jì)性明顯提高。為了使氯化銨溶液對設(shè)備的腐蝕程度降低，用低溫蒸發(fā)和真空蒸發(fā)的方法來降低溶液的沸點，使溶液在低溫下汽化，緩解了對設(shè)備的腐蝕，同時抑制了氯化銨的升華。

d、干燥

在步驟c得到的水含量為以重量計40～50％的濾餅在過濾洗滌罐6中的刮刀機(jī)構(gòu)67的作用下被刮起，由在過濾洗滌罐6中部的出料口64排到雙槳葉干燥機(jī)9中干燥得到所述的納米碳酸鈣產(chǎn)品。

根據(jù)本發(fā)明，所述的濾餅在雙槳葉干燥機(jī)9中在溫度100～140℃下干燥4～6h。如果干燥溫度低于100℃，則碳酸鈣產(chǎn)品中的水分不易蒸干，干燥時間過長；如果干燥溫度高于140℃，局部干燥過快，易引起粉體團(tuán)聚。因此，干燥溫度為100～140℃是合適的，優(yōu)選地是105～130℃，更優(yōu)選地是110～120℃。

采用前面描述的方法檢測，干燥納米碳酸鈣產(chǎn)品的水含量為以重量計0.2～0.6％。

本發(fā)明使用的雙槳葉干燥機(jī)9是目前市場上銷售的產(chǎn)品，例如由常州力馬干燥工程有限公司以商品名空心雙槳葉干燥機(jī)銷售的產(chǎn)品。

本發(fā)明還涉及所述方法生產(chǎn)得到的納米碳酸鈣。

所述的納米碳酸鈣采用下述分析方法進(jìn)行了分析測試：

碳酸鈣含量是根據(jù)gb/t19281-2003之3.4測定的；

平均粒徑是使用bettersize2000激光粒度分布儀按照該說明書描述的條件測定的；

白度是使用上海昕瑞儀器儀表有限公司生產(chǎn)的白度計按照該說明書描述的條件測定的；

比表面積是采用靜態(tài)容量法使用ssa-4300孔徑及比表面積分析儀按照該說明書描述的條件測定的。

測定結(jié)果表明，所述納米碳酸鈣的碳酸鈣含量是以重量計98.2～99.0％、平均粒徑45～80.5nm、白度96.8～98.2與比表面積22.3～24.5m²/g。

gb/t19590-2011納米碳酸鈣的質(zhì)量指標(biāo)如表1所示。

表1：gb/t19590-2011納米碳酸鈣質(zhì)量指標(biāo)

由此可見，本發(fā)明制備的納米碳酸鈣完全符合gb/t19590-2011納米碳酸鈣的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

[有益效果]

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明利用甘油法生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷過程中產(chǎn)生的氯化鈣溶液制備出完全符合gb/t19590-2011納米碳酸鈣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的納米碳酸鈣，本發(fā)明生產(chǎn)方法具有工藝流程簡便，易于操作和控制，裝置結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)能、環(huán)境友好的特點。

【附圖說明】

圖1是本發(fā)明納米碳酸鈣生產(chǎn)工藝流程圖

圖中：

1-泵；2-吸氨反應(yīng)釜；3-泵；4-碳化塔；5-泵；6-過濾洗滌罐；7-泵；

8-儲槽；9-雙槳葉干燥機(jī)

圖2是過濾洗滌罐6的外部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：

61-壓縮空氣進(jìn)口；62-物料進(jìn)口；63-清洗水進(jìn)口；64-出料口；

65-濾液出口；66-攪拌槳；67-刮刀機(jī)構(gòu)。

圖3是氯化銨蒸發(fā)工藝流程圖

圖中：

10-進(jìn)料泵；11-蒸發(fā)器；12-壓縮機(jī)；13-冷卻器；14-結(jié)晶器；15-離心機(jī)

【具體實施方式】

通過下述實施例將能夠更好地理解本發(fā)明。

實施例1：納米碳酸鈣的生產(chǎn)

該實施例的實施步驟如下：

a、吸氨

讓在甘油法生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷過程中產(chǎn)生的濃度為以重量計15％的氯化鈣溶液經(jīng)管道由泵1送到吸氨反應(yīng)釜2上部，同時讓氨氣經(jīng)管道送到吸氨反應(yīng)釜2底部，其中氯化鈣與氨氣在摩爾比1：2.05與溫度20℃的條件下以攪拌速度300r/min攪拌混合60min，同時加入以氯化鈣重量計2.6％甘油添加劑，得到一種混合物溶液；

b、碳化

步驟a得到的混合溶液經(jīng)在吸氨反應(yīng)釜2底部的管道由泵3送到碳化塔4上部，同時由碳化塔4下部通入二氧化碳?xì)怏w，所述混合物溶液與二氧化碳的體積比是1：60，讓所述混合物溶液與二氧化碳在溫度22℃下進(jìn)行碳化反應(yīng)100min，碳化反應(yīng)物匯集于碳化塔4底部；

c、過濾洗滌

在步驟b得到的碳化反應(yīng)物經(jīng)位于碳化塔4底部的管道由泵5送到在過濾洗滌罐6頂部的物料進(jìn)口62，所述的碳化反應(yīng)物在其中進(jìn)行過濾分離，得到一種含氯化銨濾液與一種固體物料；

所述的含氯化銨濾液經(jīng)位于過濾洗滌罐6底部的管道由泵7送到蒸發(fā)裝置，再通過進(jìn)料泵10由蒸發(fā)器11頂部送入蒸發(fā)器11中，同時蒸汽通過管道送到蒸發(fā)器11上部；所述的含氯化銨濾液在蒸發(fā)器11中被蒸汽加熱，蒸發(fā)濃縮；其中一部分蒸汽被冷凝成冷凝水由蒸發(fā)器11下部排出，余下蒸汽由蒸發(fā)器11下部經(jīng)壓縮機(jī)12送到蒸發(fā)器11上部，而濃縮液由蒸發(fā)器11底部經(jīng)管道送到結(jié)晶器14中，濃縮液在結(jié)晶器14、冷卻器13與管道構(gòu)成的回路中進(jìn)行循環(huán)冷卻結(jié)晶，當(dāng)氯化銨粒子生大后由結(jié)晶器14底部排出，經(jīng)離心機(jī)15分離得到氯化銨晶體，結(jié)晶母液返回蒸發(fā)器11繼續(xù)蒸發(fā)；

在過濾洗滌罐6內(nèi)的固體物料使用由管道經(jīng)清洗水進(jìn)口63輸入的清水通過攪拌槳66進(jìn)行攪拌洗滌，過濾分離，得到洗滌液與洗滌固體物料；所述的固體物料使用清水進(jìn)行攪拌洗滌2次，洗滌至在洗滌液中沒有氯離子；所述的洗滌液經(jīng)在過濾洗滌罐6的濾液出口65與管道由泵7送到儲罐8，以便重復(fù)使用；所述的洗滌固體物料由位于過濾洗滌罐6頂部的壓縮空氣進(jìn)口61通入的壓縮空氣吹干得到水含量為以重量計48％的濾餅；

d、干燥

在步驟c得到的濾餅在過濾洗滌罐6中的刮刀機(jī)構(gòu)67的作用下被刮起，由在過濾洗滌罐6中部的出料口64排到雙槳葉干燥機(jī)9中，在溫度100℃下干燥6h，得到所述的納米碳酸鈣產(chǎn)品。

采用本說明書中描述的分析方法對所述的納米碳酸鈣產(chǎn)品進(jìn)行檢測，其分析結(jié)果列于下表2中。

表2：本實施例制備納米碳酸鈣的分析結(jié)果

實施例2：納米碳酸鈣的生產(chǎn)

該實施例的實施步驟如下：

a、吸氨

讓在甘油法生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷過程中產(chǎn)生的濃度為以重量計20％的氯化鈣溶液經(jīng)管道由泵1送到吸氨反應(yīng)釜2上部，同時讓氨氣經(jīng)管道送到吸氨反應(yīng)釜2底部，其中氯化鈣與氨氣在摩爾比1：2.10與溫度25℃的條件下以攪拌速度500r/min攪拌混合60min，同時加入以氯化鈣重量計1.0％蔗糖添加劑，得到一種混合物溶液；

b、碳化

步驟a得到的混合溶液經(jīng)在吸氨反應(yīng)釜2底部的管道由泵3送到碳化塔4上部，同時由碳化塔4下部通入二氧化碳?xì)怏w，所述混合物溶液與二氧化碳的體積比是1：80，讓所述混合物溶液與二氧化碳在溫度25℃下進(jìn)行碳化反應(yīng)80min，碳化反應(yīng)物匯集于碳化塔4底部；

c、過濾洗滌

在步驟b得到的碳化反應(yīng)物經(jīng)位于碳化塔4底部的管道由泵5送到在過濾洗滌罐6頂部的物料進(jìn)口62，所述的碳化反應(yīng)物在其中進(jìn)行過濾分離，得到一種濾液與一種固體物料；

所述的含氯化銨濾液經(jīng)位于過濾洗滌罐6底部的管道由泵7送到蒸發(fā)裝置，再通過進(jìn)料泵10由蒸發(fā)器11頂部送入蒸發(fā)器11中，同時蒸汽通過管道送到蒸發(fā)器11上部；所述的含氯化銨濾液在蒸發(fā)器11中被蒸汽加熱，蒸發(fā)濃縮；其中一部分蒸汽被冷凝成冷凝水由蒸發(fā)器11下部排出，余下蒸汽由蒸發(fā)器11下部經(jīng)壓縮機(jī)12送到蒸發(fā)器11上部，而濃縮液由蒸發(fā)器11底部經(jīng)管道送到結(jié)晶器14中，濃縮液在結(jié)晶器14、冷卻器13與管道構(gòu)成的回路中進(jìn)行循環(huán)冷卻結(jié)晶，當(dāng)氯化銨粒子生大后由結(jié)晶器14底部排出，經(jīng)離心機(jī)15分離得到氯化銨晶體，結(jié)晶母液返回蒸發(fā)器11繼續(xù)蒸發(fā)；

在過濾洗滌罐6內(nèi)的固體物料使用由管道經(jīng)清洗水進(jìn)口63輸入的清水通過攪拌槳66進(jìn)行攪拌洗滌，過濾分離，得到洗滌液與洗滌固體物料；所述的固體物料使用清水進(jìn)行攪拌洗滌3次，使用清水洗滌至在洗滌液中沒有氯離子；所述的洗滌液經(jīng)在過濾洗滌罐6的濾液出口65與管道由泵7送到儲罐8，以便重復(fù)使用；所述的洗滌固體物料由位于過濾洗滌罐6頂部的壓縮空氣進(jìn)口61通入的壓縮空氣吹干得到水含量為以重量計40％的濾餅；

d、干燥

在步驟c得到的濾餅在過濾洗滌罐6中的刮刀機(jī)構(gòu)67的作用下被刮起，由在過濾洗滌罐6中部的出料口64排到雙槳葉干燥機(jī)9中，在溫度105℃下干燥5h，得到所述的納米碳酸鈣產(chǎn)品。

采用本說明書中描述的分析方法對所述的納米碳酸鈣產(chǎn)品進(jìn)行檢測，其分析結(jié)果列于下表3中。

表3：本實施例制備納米碳酸鈣的分析結(jié)果

實施例3：納米碳酸鈣的生產(chǎn)

該實施例的實施步驟如下：

a、吸氨

讓在甘油法生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷過程中產(chǎn)生的濃度為以重量計25％的氯化鈣溶液經(jīng)管道由泵1送到吸氨反應(yīng)釜2上部，同時讓氨氣經(jīng)管道送到吸氨反應(yīng)釜2底部，其中氯化鈣與氨氣在摩爾比1：2.18與溫度32℃的條件下以攪拌速度600r/min攪拌混合20min，同時加入以氯化鈣重量計1.8％六偏磷酸納添加劑，得到一種混合物溶液；

b、碳化

步驟a得到的混合溶液經(jīng)在吸氨反應(yīng)釜2底部的管道由泵3送到碳化塔4上部，同時由碳化塔4下部通入二氧化碳?xì)怏w，所述混合物溶液與二氧化碳的體積比是1：120，讓所述混合物溶液與二氧化碳在溫度28℃下進(jìn)行碳化反應(yīng)60min，碳化反應(yīng)物匯集于碳化塔4底部；

c、過濾洗滌

在步驟b得到的碳化反應(yīng)物經(jīng)位于碳化塔4底部的管道由泵5送到在過濾洗滌罐6頂部的物料進(jìn)口62，所述的碳化反應(yīng)物在其中進(jìn)行過濾分離，得到一種含氯化銨濾液與一種固體物料；

所述的含氯化銨濾液經(jīng)位于過濾洗滌罐6底部的管道由泵7送到蒸發(fā)裝置，再通過進(jìn)料泵10由蒸發(fā)器11頂部送入蒸發(fā)器11中，同時蒸汽通過管道送到蒸發(fā)器11上部；所述的含氯化銨濾液在蒸發(fā)器11中被蒸汽加熱，蒸發(fā)濃縮；其中一部分蒸汽被冷凝成冷凝水由蒸發(fā)器11下部排出，余下蒸汽由蒸發(fā)器11下部經(jīng)壓縮機(jī)12送到蒸發(fā)器11上部，而濃縮液由蒸發(fā)器11底部經(jīng)管道送到結(jié)晶器14中，濃縮液在結(jié)晶器14、冷卻器13與管道構(gòu)成的回路中進(jìn)行循環(huán)冷卻結(jié)晶，當(dāng)氯化銨粒子生大后由結(jié)晶器14底部排出，經(jīng)離心機(jī)15分離得到氯化銨晶體，結(jié)晶母液返回蒸發(fā)器11繼續(xù)蒸發(fā)；

在過濾洗滌罐6內(nèi)的固體物料使用由管道經(jīng)清洗水進(jìn)口63輸入的清水通過攪拌槳66進(jìn)行攪拌洗滌，過濾分離，得到洗滌液與洗滌固體物料；所述的固體物料使用清水進(jìn)行攪拌洗滌3次，使用清水洗滌至在洗滌液中沒有氯離子；所述的洗滌液經(jīng)在過濾洗滌罐6的濾液出口65與管道由泵7送到儲罐8，以便重復(fù)使用；所述的洗滌固體物料由位于過濾洗滌罐6頂部的壓縮空氣進(jìn)口61通入的壓縮空氣吹干得到水含量為以重量計44％的濾餅；

d、干燥

在步驟c得到的濾餅在過濾洗滌罐6中的刮刀機(jī)構(gòu)67的作用下被刮起，由在過濾洗滌罐6中部的出料口64排到雙槳葉干燥機(jī)9中，在溫度115℃下干燥4.5h，得到所述的納米碳酸鈣產(chǎn)品。

采用本說明書中描述的分析方法對所述的納米碳酸鈣產(chǎn)品進(jìn)行檢測，其分析結(jié)果列于下表4中。

表4：本實施例制備納米碳酸鈣的分析結(jié)果

實施例4：納米碳酸鈣的生產(chǎn)

該實施例的實施步驟如下：

a、吸氨

讓在甘油法生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷過程中產(chǎn)生的濃度為以重量計26％的氯化鈣溶液經(jīng)管道由泵1送到吸氨反應(yīng)釜2上部，同時讓氨氣經(jīng)管道送到吸氨反應(yīng)釜2底部，其中氯化鈣與氨氣在摩爾比1：2.25與溫度40℃的條件下以攪拌速度400r/min攪拌混合30min，同時加入以氯化鈣重量計3.0％尿素添加劑，得到一種混合物溶液；

b、碳化

步驟a得到的混合溶液經(jīng)在吸氨反應(yīng)釜2底部的管道由泵3送到碳化塔4上部，同時由碳化塔4下部通入二氧化碳?xì)怏w，所述混合物溶液與二氧化碳的體積比是1：110，讓所述混合物溶液與二氧化碳在溫度30℃下進(jìn)行碳化反應(yīng)70min，碳化反應(yīng)物匯集于碳化塔4底部；

c、過濾洗滌

在步驟b得到的碳化反應(yīng)物經(jīng)位于碳化塔4底部的管道由泵5送到在過濾洗滌罐6頂部的物料進(jìn)口62，所述的碳化反應(yīng)物在其中進(jìn)行過濾分離，得到一種含氯化銨濾液與一種固體物料；

所述的含氯化銨濾液經(jīng)位于過濾洗滌罐6底部的管道由泵7送到蒸發(fā)裝置，再通過進(jìn)料泵10由蒸發(fā)器11頂部送入蒸發(fā)器11中，同時蒸汽通過管道送到蒸發(fā)器11上部；所述的含氯化銨濾液在蒸發(fā)器11中被蒸汽加熱，蒸發(fā)濃縮；其中一部分蒸汽被冷凝成冷凝水由蒸發(fā)器11下部排出，余下蒸汽由蒸發(fā)器11下部經(jīng)壓縮機(jī)12送到蒸發(fā)器11上部，而濃縮液由蒸發(fā)器11底部經(jīng)管道送到結(jié)晶器14中，濃縮液在結(jié)晶器14、冷卻器13與管道構(gòu)成的回路中進(jìn)行循環(huán)冷卻結(jié)晶，當(dāng)氯化銨粒子生大后由結(jié)晶器14底部排出，經(jīng)離心機(jī)15分離得到氯化銨晶體，結(jié)晶母液返回蒸發(fā)器11繼續(xù)蒸發(fā)；

在過濾洗滌罐6內(nèi)的固體物料使用由管道經(jīng)清洗水進(jìn)口63輸入的清水通過攪拌槳66進(jìn)行攪拌洗滌，過濾分離，得到洗滌液與洗滌固體物料；所述的固體物料使用清水進(jìn)行攪拌洗滌2次，使用清水洗滌至在洗滌液中沒有氯離子；所述的洗滌液經(jīng)在過濾洗滌罐6的濾液出口65與管道由泵7送到儲罐8，以便重復(fù)使用；所述的洗滌固體物料由位于過濾洗滌罐6頂部的壓縮空氣進(jìn)口61通入的壓縮空氣吹干得到水含量為以重量計50％的濾餅；

d、干燥

在步驟c得到的濾餅在過濾洗滌罐6中的刮刀機(jī)構(gòu)67的作用下被刮起，由在過濾洗滌罐6中部的出料口64排到雙槳葉干燥機(jī)9中，在溫度140℃下干燥4h，得到所述的納米碳酸鈣產(chǎn)品。

采用本說明書中描述的分析方法對所述的納米碳酸鈣產(chǎn)品進(jìn)行檢測，其分析結(jié)果列于下表5中。

表5：本實施例制備納米碳酸鈣的分析結(jié)果