石灰消化精灰乳碳化講課稿

1、碳酸鈣工藝過程及設備配置（消化、灰乳精制、碳化工段）2014年2 月石灰的消化第一節(jié) 石灰的消化機理和諸因素研究石灰消化動力學方法很多，一般是介紹石灰消化速度的方法，是測定石灰與水混合液中達到最高溫度所需要的時間為基礎。從所周知，石灰的消化過程是固相與液相之間劇烈放熱的多相反應過程：CaO + H2OCa(OH)2 + 66.6KJ但是，石灰消化所需時間，取決于石灰石的煅燒時間和溫度，石灰的粒度的大小和氣孔率，消化用水溫度，石灰內在的雜質。（MgO SiO2 AL2O3 Fe2O3等）沉淀（輕質）碳酸鈣的制造。是采用濕法化灰，即以石灰加水的重量比1：35(即1:4.8)來制取乳濁液的石灰漿。根

2、據化學反應放熱的理論計算，每公斤純石灰消化時放出的熱量，足以將2.8公斤水從0加熱至沸,消化石灰的質量優(yōu)劣是直接影響碳化反應制取碳酸鈣質量的重要因素,因此,在生產工藝上要分析和掌握下述幾點因素作用,提高生產工藝技術管理水平。1.1石灰的活性石灰質量優(yōu)劣取決于石灰石的化學成份形成的年代,晶體結構和生產工藝。石灰的活性度取決于煅燒溫度和時間，煅燒溫度高于1250，在高溫下停留時間較長則活性差，溫度在9001100在快燒和慢燒，所得石灰活性均大。怎樣測定石灰的活性，用水化法來測定石灰的活性，活性可分為三類即重燒石灰，中燒石灰和輕燒石灰。由表1輕燒石灰與重燒石灰不同之處是它的比表面積大，氣孔率高，主要

3、由于這個性質，消化速度隨著石灰煅燒溫度的提高而降低。表1三種燒程度不同的石灰性能項 目輕 燒中 燒重 燒比重（克/厘米3）3.353.353.35體積密度（克/厘米3）1.51.81.82.2>2.2總氣孔率 %46553446<34比表面積（米2/克）>1.00.30.1<0.3對于工業(yè)生產的石灰其消化速度（/分）波動范圍是很大的.用美國ASTMC-110-71的方法規(guī)定;凡達到最高溫度所需時間小于10分鐘的為活性石灰,1020分鐘的為中燒石灰,大于20分鐘的為重燒石灰.1.2消化用水溫度無論是石灰的溫度還是消化用水溫度,都影響水化作用的速度,溫度越高則速度越快。如是

4、在1250所燒石灰,若用水溫度為20時,其消化時間為65分鐘,當水溫為40時消化時間為11分,而水溫在80則只需3分鐘,因此我們在取消化用水溫度時,一般取4080水進行消化石灰為最佳用水。由于石灰在消化時放出大量熱量，此熱量可以來汽化水，因水的潛熱很大，能產生大量蒸汽，使石灰經吃水滲透在消化過程中，分解為松軟細膩的消石灰（熟石灰）故水的溫度高，不僅可以加快消化作用，其原因是分子結構發(fā)生了變化，變化成氫氧化鈣微粒。因此說水溫對石灰的消化速度的影響是比較大的。提高石灰消化用水溫度能提高石灰的消化速度。1.3石灰的內在雜質度，對消化的影響。有的雜質會促進石灰的消化反應，有的雜質則會抑制消化反應。一般

5、認為石灰中的 SiO 2 AL2O3 Fe2O3 越多，消化速度越慢，在水中加入某些酸類物質也會使消化速度減慢，如水中加入硫酸、草酸、檸檬酸和石令酸等就會減緩消化反應，這是由于中和反應生成不溶性鹽類覆蓋在石灰上，阻礙了石灰與水的接觸。而稀酸、硝酸和氯化鈣溶液則可加快消化反應。下列濃度是最適宜的；鹽酸0.0731M,氯化鈣0.1816M。濃溶液不宜采用，因為消化速度隨濃度的增加而顯著減慢。濃度太稀也不適宜，因為濃度過稀時，消化速度增加很少。所以石灰消化時，為了加速消化反應而加入雜質，并非必要，因為這些雜質，可能會影響產品的質量。但對石灰和水中的雜質，對消化過程可能產生的影響應有所考慮。第二節(jié) 石

6、灰消化工藝和性質2.1石灰消化工藝石灰加水消化制取石灰乳其反應按下式進行CaO + nH2OCa(OH)2+(n-1) H2O n=35石灰要將生燒、過燒、粉末煤渣等雜質除掉后，經間歇和連續(xù)化灰裝置，在水中消化，經一定消化時間（2060分鐘）。消化成石灰乳漿，按工藝規(guī)定用水，用回收水或用溫水，水量調節(jié)十分重要，水過多容易出現糊狀，溫度上升慢，達不到規(guī)定的溫度>90，延緩消化過程。水量過少，水份難以向石灰內部滲透，產生再凝集和結塊，為了防止后者的發(fā)生，一般以水量大于石灰的規(guī)定量。要使石灰消化過程正常進行，加水是主要操作過程，并要求靜止消化時，消化時間要達到工藝要求后，再行調整石灰乳濃度81

7、5ºBé,選經120目篩濾，將粗顆粒除去，再經水力旋流器分離除砂，即成精制石灰乳液，在4055時保溫備用。2.2氫氧化鈣性質氫氧化鈣的溶解度很小，固體的Ca(OH)2和溶解了的Ca(OH)2間有一個平衡，隨著OH-離子的反應中消耗減少，必須有多余的Ca(OH)2來解離補充，跟著固體部分的Ca(OH)2必隨之溶入Ca(OH)2 Ca(OH)2 Ca2+ +2OH-固體 溶解了的石灰乳是一種白色懸浮液，呈強堿性，它是以極細Ca(OH)2顆粒浮動于水中，溶解度隨著溫度的升高而減少見下表石灰在水中的溶解度與溫度的關系溫度溶解度溫度溶解度100.260500.091200.12060

8、0.084300.110700.078400.100800.072制成的石灰乳的濃度以波美度計ºBé表示,濃度越高比重越大,兩者之間的關系見下表:石灰乳濃度和密度的換算波美度比重CaOCa(OH)2波美度比重CaOCa(OH)2ºBé克/厘米克/升重量%ºBé克/厘米克/升重量%11.0077.50.99111.08310413.721.01416.52.18121.09111515.231.021263.44131.10012616.741.029364.76141.10813718.151.036466.08151.1161481

9、9.661.043567.40161.12515921.071.01658.59171.13418023.881.059759.91181.14219125.291.0678411.1191.15219325.5101.0759412.4201.16220627.2石灰乳的質量以分散度來表示，粒子越小分散度越大石灰乳質量越好，鑒別是可以將石灰乳靜置沉降來檢驗石灰乳分散度大小。其方法是取15ºBé石灰乳100毫升，靜置兩小時可見一條明顯的分界線，當該線不低于95毫升刻度時，則石灰乳質量優(yōu)良，當介于8095毫升刻度之間，則質量中等，如低于80毫升刻度則表示質量低劣。第三節(jié)石灰消

10、化的主要設備輕質碳酸鈣生產采用的化灰設備可分為兩類3.1化灰池化灰（又稱靜止化灰）3.2化灰機化灰（轉筒化灰）1、化灰池（工藝流程圖略）一般為園形化灰池直徑2米左右,深度1.21.5米主要是便于交換使用和便于清渣，其操作方法是先在化灰池中加入溫水，后加入石灰，靜置悶泡30分或一小時以上，這要根據石灰質量而定，然后開動攪拌機進行攪拌，不再加水，等攪拌均勻后，由排漿口將漿液排出，并用清水沖洗化灰池，洗水一并進入混漿池以備精制用。2、化灰機常用的化灰機為水平旋轉滾筒，筒的直徑大小長短根據產量要求而定，一般直徑1.01.5米長度1216米。石灰消化流程及化灰機示意圖1.石灰倉；2.鏈板機；3.化灰機；

11、4.貯漿桶；5.泵；6.粗漿桶；7.泵；8.精漿桶；9.泵；10.100目篩網；11.水力旋流器目前使用化灰機的工廠有了較多的改進.使用化灰機的優(yōu)點:1、機械化程度高。2、化灰效率高，產量大。3、操作工人勞動強度低。缺點方面有：1、不能積聚熱量，老灰消化困艱。2、>50水溫化灰耗能高。第四節(jié) 粗灰乳的調和與精制4.1調和的目的和方法從消化工段來的粗灰乳的濃度約為20ºBé，這種高濃度的灰乳精制起來比較困難，另一方面濃度過高碳酸化時過長會影響下道工序的生產在一般的情況下碳化要求精灰乳濃度約為12ºBé所以粗灰乳要用水進行調和到工藝要求的濃度。4.2精

12、制的目的，原理和方法粗灰乳中含有許多雜質，一類是粒度較大的生燒石灰石，未消化的過燒灰石灰和煤渣等。另一類是密度較大的SiO2 AL2O3 Fe2O3等，這些雜質如果不除去，將會影響產量質量。要除去這些雜質利用密度的不同，將密度大的雜質除去，也可利用Ca(OH)2與這些雜質在物理性質上差異利用粒度的不同，將粒度較大的雜質除去。4.3采用過篩除渣和旋流器除渣相結合的精制工段工藝流程1.粗灰乳池；2.粗灰乳泵；3.排渣篩；4.三級篩；5.細灰乳池；6.細灰乳泵；7.旋液分離器；8.精灰乳池；9.精灰乳泵來自消化工段的粗灰乳進入粗漿池，用水將粗漿調和到約為13ºBé后，用泥漿泵將粗

13、灰漿關入三級篩過篩，通過三級篩的細灰乳進入細漿池，未通過三級篩的粗灰乳進入排渣篩，通過排渣篩的粗灰乳進入粗漿池，未通過排渣篩的灰乳渣送入排渣場。細灰乳池中的細灰乳用清水泵送入旋液分離器，從溢流出來的精灰乳池調和到符合工藝要求的12ºBé，然后再用泵送入碳化工段。整個從消化石灰到精制石灰乳全過程全部完成。精灰乳的碳化由于精灰乳的碳化對產品質量和產量起著決定性的作用，所以精灰乳的碳化是整個輕質碳酸鈣生產過程中的核心工段，此前的所有工段主要是為該工段作準備的。精灰乳與窯氣的反應稱為碳酸化反應，簡稱碳化反應。精灰乳碳化時，主要是精灰乳中的主要成份氫氧化鈣（Ca(OH)2）窯氣中的二

14、氧化碳（CO2）反應生成碳酸鈣（CaCO3），該反應稱為碳酸化反應；其次是精灰乳中的次要成份氫氧化鎂（Mg(OH)2）與窯氣中的二氧化碳（CO2）反應生成碳酸鎂（MgCO3）；該反應稱為的碳酸化反應。下面討論精灰乳的碳化原理。一、碳化反應的熱力學精灰乳的碳化的主要反應是Ca(OH)2的碳酸化反應，該反應的化學方程式為：Ca(OH)2(S) + CO2(g)=CaCO3(s) + H2O +71.18KJ精灰乳的碳化的次要反應是Mg(OH)2的碳酸化反應，該反應的化學方程式為：Mg(OH)2 + CO2=MgCO3(s) + H2O由于Ca(OH)2和窯氣中的CO2反應時是體積縮小的反應，所以反

15、應壓力增大時使平向左移動。二、碳化反應的動力學Ca(OH)2的碳酸化反應式，雖然是一個氣、液、固三相放熱反應，但該反應的實質是水溶液中的離子反應。在碳酸鈣生產中，精灰乳碳化時，懸浮液中由于水相（分散相）的存在，其熱化學方程式應以下表示。CO2 + H2O H2CO3 H+ HCO3- CO32-+2 H+(氣) （液） （液） （液）（液） （液） 液） Ca(OH)2 Ca(OH)2 Ca2+（液） + OH1-（液）（固） （液） + CaHCO3(液) CO32- CaCO3（固） CaCO3（固）在碳化塔中，由于窯氣從碳化底部鼓泡流經精灰乳，氣相的流速和氣液界面面積大大增加，使得CO2

16、從氣相主體向氣液界面的擴散阻力，比CO2從氣液界面向液相主體的擴散阻力及Ca(OH)2固相的溶解阻力要小得多。此時整個碳化反應過程的控制步驟就取決于CO2的液相擴散阻力和Ca(OH)2固相的溶解阻力的相對大小。該相對大小從碳化反應前期可以看出由于Ca(OH)2的液固界面面積仍比氣液界面面大得多，CO2的液相擴散阻力比Ca(OH)2固相的溶解阻力大得多，所以CO2的液相擴散步驟是整個碳化反應過程的控制步驟，此時的反應主要發(fā)生在緊靠氣液界面的液膜內。而碳化反應后期，由于Ca(OH)2的粒子減少，Ca(OH)2的液固界面面積變得比氣液界面面積小，Ca(OH)2的固相的溶解阻力變得比CO2的液相擴散阻

17、力大，所以Ca(OH)2固相的溶解步驟變?yōu)檎麄€碳化反應過程的控制步驟，此時的反應主要發(fā)生在緊靠Ca(OH)2固相表面的液膜內。雖然窯氣進入碳化塔的速度仍然穩(wěn)定，當Ca2+離子同HCO3-、CO32-離子相結合時，生成難溶解的碳酸鈣，液相中的Ca2+離子減少，使固相氫氧化鈣溶解進入液相中，離解為Ca2+和OH-離子，Ca2+同CO32-、HCO3-離子相結合生成難于溶解的CaCO3，如是繼續(xù)，當溶液中HCO3-、CO32-離子的存在量足夠時，作用將進行到懸浮液中Ca(OH)2全部轉變CaCO3而終止。三、影響精灰乳碳化的因素石灰乳碳酸化反應的多項過程，除受濃度、溫度、壓力等因素影響外，還與相界面

18、及固體表面的狀況，如晶體結構、表面積大小、形狀等因素有關。多相反應過程，既然發(fā)生于相界面，反應速度也就同反應物移向界面以及產物離開界面的擴散過程緊密相關。1、溫度對石灰乳碳化的影響從熱力學角度來看，溫度升高，可降低CO2的溶解度系數和Ca(OH)2的溶度積常數（Ca(OH)2的溶解度隨著溫度的升高而降低）從而使Ca(OH)2的碳化反應平衡常數減小，平衡向左移動，或者說，因為Ca(OH)2的碳酸化反應是放熱反應，所以溫度升高，平衡向左移動，平衡向左移使碳化反應推動力減小，這對提高碳化速度不利；但從動力學角度來看，溫度升高可提高反應速度常數及各擴散步驟的傳質系數，對提高碳化速度有利。除碳化速度外，

19、產品碳酸鈣的沉降體積也是碳化過程中的一個目標函數。也可以說沉降體積越大，產品CaCO3的質量就越高。沉降體積的高低主要取決于CaCO3晶體的粒度、粒度越小，沉降體積越大。溫度降低，可提高CO2的溶解度系數和Ca(OH)2的溶度積常數，從而提高液相中CO32-、Ca2+濃度，提高液相中的過飽合度。過飽合度較高時，CaCO3晶核形成速度大于晶體生長速度，CaCO3的晶體粒較小，這對提高產品碳酸鈣的沉降體積有利；相反，溫度升高，過飽合度低時，CaCO3的晶核生長速度小于其晶體生長速度，CaCO3晶體粒度較大，對提高碳酸鈣沉降體積不利。綜上所述溫度升高，從動力學角度看，對提高碳化度有利，但從熱力學角度

20、看，則對碳化速度不利，而且溫度升高對提高產品碳酸鈣沉降體積不利，所以碳化應在較低的溫度下進行。然而由于碳化反應進入后期，Ca(OH)2總量的90%已反應完，剩下的10%Ca(OH)2對沉降體積影響不大，而反應后期，由于Ca(OH)2固相的溶解步驟是整個碳化反應過程的控制步驟，溫度較高時，可提高Ca2+和OH-從Ca(OH)2固相表面向液相主體的傳質系數（液相粘度降低），從而提高Ca(OH)2固相的溶解速度，對提高碳化速度有利。因此，在碳化反應前期溫度應較低，而在碳化反應后期，溫度應較高要使反應前期溫度較低下進行，必須降低精灰乳的起始溫度和窯氣的入塔溫度。精灰乳的起始溫度一般應控制在3040，窯

21、氣入塔溫度一般取5060，這樣就可使碳化前期反應在較低的溫度下進行，后期的反應溫CaCO3懸乳液溫度為6070。2、壓力對石灰乳碳化的影響從熱力學的角度看，因為Ca(OH)2的碳化反應是體積縮小的反應，所以提高窯氣總壓，可使平衡向右移動，對提高碳化速度有利；從動力學角度看，提高窯氣總壓，可以提高窯氣中CO2氣分壓，CO2氣分壓越高，CO2的氣相擴散速度越快，所以窯氣總壓越高越好。但窯氣總壓受精灰乳液柱高度控制，總壓高，則要求精灰乳液柱高度高增加了碳化塔制造和安裝難度?？倝焊?，對空壓機要求也高。另外，隨著總壓的升高，CO2分壓也升高，但當CO2分壓升高到一定程度后，再提CO2氣分壓，對提高碳化速

22、度不大，因此說窯氣總壓不能過高。在實際生產中，碳化塔中精灰乳液柱高度一般取為10米，這時窯氣總壓為0.108MPa（表壓）總的看壓力不能過高否則安裝制造和能耗都不經濟。3、精灰乳濃度對碳化的影響精灰乳的濃度是指單位體積的精灰乳中所含Ca(OH)2的總量，一般用波美度表示，精灰乳濃度越高，精灰乳中的Ca(OH)2粒子越多，Ca(OH)2的液固界面面積越大，Ca(OH)2固相的溶解阻力就越小，存在碳化速度較高的碳化反應前期，并在碳化前期反應將Ca(OH)2總量的90%反應完，從而提高碳化速度和沉降體積有利；相反，若精灰乳濃度過低，則由于精灰乳中的Ca(OH)2粒子少，Ca(OH)2的固液界面面積小

23、，Ca(OH)2的固相溶解阻力大，會使碳化反應前期消失，碳化反應一開始就進入碳化反應后期，而碳化反應后期的碳化速度低，從而降低整個碳化速度和沉降體積，設備利用率低，生產能力下降。然而精灰乳濃度也不能過高，因為精灰濃度過高，精灰乳中的液相體積就減小，單位體積的精灰乳中所含的Ca2+和OH-減少，而且由于精灰乳的粘度升高OH-的液膜傳質系數降低，Ca(OH)2固相的溶解阻力增大，所以精灰乳的濃度過高時，碳化反應前期也會消失，從而降低整個碳化反應速度，由于Ca(OH)2總量很大，碳化時間會很長，當精灰乳的濃度超過一定值時，碳化達不到終點，綜上所述精灰乳的濃度既不能過高，也不能過低，一般在12

24、6;Bé最高不超過15ºBé，最低不宜低8ºBé。4、窯氣的氣量對碳化的影響窯氣的流量越大，則氣相流速越大，氣液接觸面積越大，對精灰乳的攪動越大，從而CO2的氣相阻力越小，最終對提高整個碳化速度和沉降體積有利；相反，若窯氣的流量過小，則由于氣相流速減小，氣液接觸面積減小，會使CO2的氣相擴散阻力增加，使CO2的氣相擴散步驟變成整個碳化反應過程的控制步驟，從而降低整個碳化速度和沉降體積，設備利用率低，生產能力下降。然而窯氣流量也不能過大，因為窯氣的流量過大，一方面空壓機電耗增大，另一方面由于CO2吸收率降低，會造成CO2與Ca(OH)2的不平衡。

25、綜上所述，窯氣的流量既不能過高，也不能過低，一般可以根據碳化總時間，在碳化前期，約碳化前一半時間內，采用較高的窯氣流量，在碳化后期，采用較低的窯流量，即用一臺空壓機給兩個碳化塔供氣，這時由于Ca(OH)2固相的溶解步驟看變?yōu)檎麄€碳化反應過程的控制步驟，較高的窯氣流量，并不能維持較高的碳化速度，反而由于CO2吸收率降低，造成CO2會與Ca(OH)2的不平衡，而較低的窯氣流量，雖然對碳化速度和沉降體積有所不利（影響不大）確可有效的降低空壓機電能消耗，并能維持CO2與Ca(OH)2的平衡。另外，在碳化反應后期，采用較低氣流量，對獲得晶形完整的CaCO3是有利的。四、精灰乳碳化工藝流程碳化工段工藝流程

26、如下圖所示。1. 上漿泵；2.碳化塔攪拌均勻的精灰乳先由精灰乳泵送入碳化塔，當有溢流液返回精乳池時，表明碳化塔內的精乳液面已到溢流口處，關精灰乳泵，關溢流口閥門，以免碳化時部分精灰乳回到精漿池中。然后來自壓縮工段儲氣缸的窯氣從而在化塔底部進入碳化塔內對精灰乳進行碳化，空氣管道要先上升到溢流口以上的高度，然后再降到碳化塔底部進氣口進入碳化塔，這一作法是以免空壓機突然停車時，漿液進入儲氣缸或空壓機內，碳化終點后，打開放漿管閥門將熟漿液放入沉降池中。碳化塔一般為多個，在碳化塔之間切換窯氣時要禁止先關后開進氣閥，以窯氣無出路，壓力驟升發(fā)生爆炸事故。碳化塔結構如圖所示：1.支架；2.窯氣進口；3.精灰乳

27、進口；4.排氣帽；5.加酸口；6.溢流口；7.分氣罩；8.采樣口；9.熟漿出口其主體為一鋼園筒，其直徑一般為12001400高度一般為1012m，溢流處于6m或10m處，園筒基本上是一個空心筒，當碳化置于室外時，一般在塔頂設排氣帽，以防雨水進入塔內；碳化塔周圍要設操作平臺，以便對碳化塔進行觀察，碳化塔數量要與總的生產量相匹配一般年產萬噸鈣設4座碳化塔。由于碳化時窯氣中CO2難于被完全吸收，特別是到碳化后期，有較多的CO2沒有被吸收，所以從尾氣中排出的氣體中含有一定量的CO2，有的廠家將尾氣回收精灰乳中進行預碳化，這樣既可維持CO2與Ca(OH)2的平衡，又可提高碳化速度，從而提高生產能力，但預

28、碳化得到小晶體CaCO3是不利于生產的。溫度對輕質碳酸鈣晶形和粒徑的影響 CaCO3的一次粒徑主要是由碳化初始和過程溫度控制的。低溫碳化以及精確的溫度控制是制備高品質的超細碳酸鈣的必要條件。由于碳化反應是放熱過程：ca(OH)2+CO2caco3+H20+115.346 kJ 另外，從消化工序來的Ca(OH)，懸浮液溫度為5O-80 ，而要在0-30碳化制得10-100nm的超細碳酸鈣(碳化溫度在30-50時粒徑的變化最大)，就必須通過制冷設備才能實現降溫和控溫。碳化過程中懸浮液的濃度及牯度，CO2的濃度、分壓及流量，添加劑的種類和舔加量，反應器的不同，以及是否引人晶種等都會對粒徑和晶形產生一

29、定的影響。 目前，在技術上制備超細碳酸鈣并不是很困難的，只要能實現低溫碳化，就可以制得0.1um以下超細碳酸鈣。低溫碳化的實質是在低溫條件下氫氧化鈣和二氧化碳在水中的溶解度增大，提高了結晶所需的過飽和度。 在碳化結晶初期提高溶液中ca2和CO23使結晶所需的過飽和度增加，即提高了成核速率，隨著初級成核產生的晶核數量的增加使產品粒徑向微細化方向發(fā)展。工業(yè)裝置中低溫碳化所需能耗較高，產品的微細化與產量是互相矛盾的要克服這一矛盾還需對其他因素進行調節(jié)，提高結晶過程中成核速率，控制晶體的生長速率。碳酸鈣生產工藝之碳酸鈣的晶形控制及應用作者： 發(fā)布于：2012-6-27 12:24:51 點擊量：477

30、碳酸鈣屬于多型晶體，有方解石型，文石型、球霰石型，普通碳酸鈣以最穩(wěn)定的方解石型存在，在某些晶型控制劑的作用下，碳酸鈣往往會以除方解石以外的其它晶型存在。在普通的碳化過程中，由于立方形的碳酸鈣表面能較低，在自然界最穩(wěn)定，所以在通常的情況下，碳化法得到的是立方形的方解石碳酸鈣晶體。由于不同行業(yè)對碳酸鈣的形態(tài)有不同的需求，例如：生產油墨的需要立方形或球形的碳酸鈣，橡膠行業(yè)需要針形或鏈狀的碳酸鈣，陶瓷行業(yè)要求高純、微細。球形碳酸鈣。目前工業(yè)上普遍采用碳化法生產碳酸鈣，要滿足各行業(yè)對不同晶型碳酸鈣產品的需求，必需采用晶型控制的手段，控制碳酸鈣的結晶過程，以生產不同晶型的產品。 3.1 立方形 所謂立方形

31、就是指晶體在透射電鏡下影像顯示為立方體形狀的碳酸鈣。如圖2所示。國內外大量文獻報道使用A12(SO4)3，ZnSO4，H2SO4，H2O2，NaHCO3，NH4Cl，丙二醇等作為晶型控制劑可以生產納米立方形碳酸鈣。 日本白石工業(yè)株式會社以硫酸鹽為晶型控制劑，采用兩段噴霧法制得平均粒徑為520nm的立方形納米碳酸鈣。我國國內曾經使用硫酸為晶型控制劑，與Ca(OH)2懸濁液混合均勻后加入碳化反應器，間歇碳化制備了平均粒徑為45nm的立方形納米碳酸鈣。但是，工業(yè)生產表明，采用低溫工藝生產納碳酸鈣過程中，在不加如任何晶型控制劑的情況下，控制碳化溫度就可以得到晶型屬于立方形的碳酸鈣產品。沉淀碳酸鈣的晶體

32、結構很大程度上取決于其形成時的溫度，只要晶核形成時的溫度低于30，就可以碳化合成立方形的碳酸鈣。3.2 玫瑰形和紡錘形 紡綞形和玫瑰形碳酸鈣一般用于造紙、橡膠、塑料、涂料等工業(yè)中，尤其用在高檔卷煙紙中，可以提高卷煙紙的燃燒性能，透氣性能等。碳化法生產紡錘形的碳酸鈣非常普遍。主要的晶型控制劑為H2O2和螯合劑。傳統(tǒng)碳化法只能制得1m3m的紡錘形碳酸鈣。日本白石工業(yè)株式會社采用在碳化前將Ca(OH)2懸濁液進行濕式磨碎后再進行碳化即可制得粒徑為0.1m1.0m的紡錘形碳酸鈣。如果在碳化前控制漿料溫度在3040，不添加任何晶型控制劑；如果加入適當的分散劑碳化就可以制得的玫瑰形碳酸鈣。有報道說，使用B

33、a或Sr的化合物作晶型控制劑也可以制得0.1m1.0m的紡錘形碳酸鈣。 3.3 鏈狀 鏈狀超細碳酸鈣是由幾個到幾十個微細碳酸鈣晶粒相互連接而成，具有鏈狀結構。隨著合成條件不同，會具有不同的粒徑和長徑比。鏈狀納米碳酸鈣具有兩個特點：一是天然的克服團聚的優(yōu)勢，由于鏈狀結構碳酸鈣生成過程中一次微粒連接而成長鏈，這就在一定程度上克服了單個粒子在應用過程中的團聚現象，相對于普通納米碳酸鈣而言在橡膠、塑料、紙張及涂料等基體中使用時具有更好的分散性。二是斷裂點具有活性，能夠與基體更好的結合。尤其在橡膠中應用時，由于混煉過程的機械攪拌、研磨等作用，鏈狀納米碳酸鈣中的一些連接點會斷裂，這些斷裂點具有較高的活性，與橡膠基體之間具有更強的連接力，從而大大提高了橡膠的物理性能。鏈狀超細碳酸鈣對天然橡膠、合成橡膠有優(yōu)良的補強作用。用作增強填料可部分取代炭黑或白炭黑，大大降低生產成本，而且鏈狀超細碳酸鈣用作涂料、造紙、塑料工業(yè)的添加劑，表現出優(yōu)異的性能，有廣泛的應用前景。合成鏈狀碳酸鈣的報道很多，但一般方法都是在碳化過程中當Ca(OH)2懸濁液中途成粘稠的膠狀乳濁液時，加