液相中纳米级碳酸钙对活性剂吸附的研究

第25卷第3期

非金属矿

Vol 125No 132002年5月

Non 2Metallic Mines

May ,2002

液相中纳米级碳酸钙对活性剂吸附的研究

肖品东

(湖南大乘资氮有限公司精细分公司,冷水江　417506)

摘　要　通过选择表面活性剂和活化工艺及设备,实现以最小的工业化成本生产出符合不同用户需求的纳米级活性碳酸钙产品。关键词　纳米碳酸钙　活化　工艺

纳米级碳酸钙作为高档的改性添加剂,在塑料、

橡胶等行业的应用越来越普遍。其晶体粒径小(100nm 以下),表面能极大,对其表面进行活化处理后,能降低表面能,使其能在液相中具有良好的分散性,在粉体状态下即使是团聚粒子(以二次粒子状态出现),颗粒间的结合力也较弱,易解聚分散。

纳米级碳酸钙的生产,一般以湿式活化为主,即在碳化合格后将预先配置好的活性剂加入CaCO 3悬浮液中,充分搅拌,使碳酸钙晶体表面包覆一层表面活性剂。活化工序的主要设备为配有搅拌装置的反应釜或贮槽,以及活化剂配制槽、静态混合器等。活化工序的流程,见图1

。

图1　活化工序流程图

1　概述

在制断活性碳酸钙表面包覆效果时,生产控制分析,一般采用活化度测量和水浮性实验两种方法直观判断,也有采用测定有机物含量、计算颗粒比表面积,以及测定溶液中活性剂摩尔浓度吸附前后的变化等较为精确的检测方法的,还可通过透射电镜进行微观测量。根据《中华人民共和国化工行业标准———工业活性沉淀碳酸钙》HG/T2567294中活化度的鉴定方法,可较为快速直观地判断产品的活化效果。但该法测量的实际上是粉体在水中的悬浮

率,它只能表征颗粒(已团聚的二次粒子)的疏水性

能,不能完全真实地反映出纳米粒子的表面包覆状况。而其它几种方法分析结果较为精确,但要求样品的活化必须较为均匀,否则其结果就不具代表性。如一些干法化的产品,由于活化工艺决定了产品粒子的包覆在粉体状态下进行,相对于在溶液中其分散较差,所以很不均匀,因此不能准确地分析出产品的活化效果。2　生产工艺中影响活化效果的主要因素211　活性剂选择(含助活性剂选择)　表面活性剂分子结构的特点是,由极性基团与非极性基团构成,结构不对称,因此具有亲水疏油的特性。碳酸钙的应用领域一般主要是塑料、橡胶、油墨、涂料等,所遇到的多为非极性的油相物质。为使它能与这些物质有良好的相容性,就必须对其表面进行活化处理,使其颗粒表面通过化学和物理两种形式吸附一定的表面活性剂,降低其表面能,同时使其具有一定的亲油疏水性能,能在分散相中均匀地分散。

在活性剂的选择上须充分考虑应用行业中主体材料的物性,同时也要考虑表面活性剂对碳酸钙晶体颗粒本身的分散作用,以及其他工艺设备、能耗等综合因素。对有机表面活性剂的选择,应按“相似相容”的原则选择与应用介质物性相近的活性剂。碳

链的长度一般宜选择较长的,以便能在分散介质中形成较强的“位阻”效应,但也不宜选择超长的碳链,因为碳键太长易在液相中形成缠绕,造成颗粒絮凝。

目前,在塑料领域应用的碳酸钙大多采用硬脂酸或硬脂酸钠进行表面处理的,它们的分子具有典型的有机长链及极性与非极性的两个不同的基团。硬脂酸为十八碳酸,亲水基团2COO -,在对碳酸钙进行表面处理时,活性剂的亲水基团2COO -,能与碳酸钙晶体颗粒表面的水分子H 2O 2H 结合;另外,碳酸钙晶体颗粒具有较强的表面能,易吸附活性剂中的极性基,非极性基伸向液相,形成定向排列的吸

附层,这种带有吸附层的固体表面,使碳氨基团表面具有低能的特性。

固体表面吸附的活性剂,是由以化学链方式结合的化学吸附和以分子间色散力、分子间作用力、静电力等结合的物理吸附所组成的。内层的活性剂与分子以较强的化学链结合,而外层是较厚的物理吸附层,处于吸附和脱附运动的动态平衡中。当环境体系发生变化时,该吸附层也随之变化。为使碳酸钙颗粒表面能均匀包覆一层活性剂,就必须设法提高化学吸附层的厚度,这就要求表面活性剂分子结构中能有一个以上的活性基团,能与Ca2+和H2O2H 形成多点的结合,使活性剂分子能较强地结合在颗粒表面。如有机长链分子中就含有2HN+4、2OH等。

活性剂分子在颗粒表面的吸附形式很复杂,单一的活性剂分子的吸附,在颗粒的表面易造成同一分子间因“库仑斥力”而互相排斥,使分子间出现一些空隙,吸附层较为疏松。若以两种不同的活性剂同时进行吸附,可产生“协同效应”,增强固体颗粒对表面活性剂的吸附。故一般采用以一种长链分子为主,同时含有多种短链分子为辅的活化配方。有时则直接采用一些有机的杂合物,如植物油、树脂酸等。

212　液相中的无机电解质离子　液相中添加少量的“助吸附剂”(无机电解质),对离子型表面活性剂的吸附有明显的增强作用。这是因为在离子型表面活性剂中,电解质浓度的增大会导致更多的反离子进入吸附层,使吸附的分子排列得更紧密,削弱了表面活性剂离子间的电性排斥作用而有利于胶团形成。反离子价数越大,水合半径越小,影响越大。213　活性剂的添加量　表面活性剂的临界胶束浓度CMC,可作为活化剂浓度的参考浓度。活性剂的添加量与被活化的碳酸钙的粒径大小(即颗粒的表面积)成正比。一般来说,表面活性剂浓度大约在(3/4)CMC处达到饱和吸附。

根据表面活性剂吸附特性,活性剂分子的横截面积对饱和吸附量产生直接的影响。这是因为在活性剂饱和吸附时,有机的长链分子一般垂直排列在吸附层上,分子横截面积小者,其排列较为紧密,故饱和吸附量较大;反之,则饱和吸附量较小。具有分支的疏水基的表面活性剂,饱和吸附量一般小于同类型的直链疏水基的表面活性剂。

在实际生产中,一般以产品的水浮性和活化度等分析检测结果来确定活性剂的用量,原则上是以最少的添加量达到最佳的活化效果。

214　活化工艺条件

21411　活化温度:由于活化过程中的化学吸附是一个化学反应过程,化学反应是分子间的碰撞而产生的,反应过程需要的活化能是环境体系提供的热,因此要使活化速度加快,活化反应能够进行,就必须提高活化的温度。另外,提高活化温度,同时可提高一些有机物在液相中的溶解度,使活化剂能很好地分散在液相中。从吸附理论来看,提高温度虽然提高了活性剂的溶解与分散,有利于颗粒表面处理的均匀性,但活性剂的溶解度增大使得吸附平衡向脱附方向移动,致使颗粒吸附层厚度降低。因此,在某些产品的生产工艺中,先升温活化,再逐步地降温,使碳酸钙在压滤前的温度降至室温,这样可减少活性剂在压滤时的损失。

21412　浆液浓度:浆液浓度的高低和产品的能耗有很大的关系。较高的浓度既可减少能耗,同时又可提高表面活性剂的吸附效果。但浓度过高,使得浆液的粘度增高,会增加搅拌的功率和能耗,同时活性剂在浆液中的分散很难均匀。在纳米碳酸钙生产工艺中,为使碳化过程能制得纳米级的碳酸钙晶体粒子,一般浆液的浓度控制得较低,因此活化前将浆液增浓,就可提高活化工序的生产效率。

21413　搅拌速度和活化时间:活化过程中搅拌速度的高低,直接影响活化的效果和速度。在搅拌过程中可进一步对碳酸钙颗粒进行剪切分散,搅拌的速度越高,表面活性剂液相中均匀分散所需时间越短,其活化的效果也越好。但搅拌机的转速受电机功率、减速机的性能等多方面因素的制约,致使搅拌速度受到一定的限制,此时应根据设备及工艺条件选择适当的搅拌速度。

活化时间与活化搅拌速度及活化温度有密切关系,活化时间包含了活性剂在液相中的分散时间以及活性剂与晶体表面进行化学和物理吸附的时间,当化学吸附在较高的温度下进行时,可瞬间完成吸附;但当温度较低时,化学吸附速度则较慢。物理吸附的速度不需活化能,故吸附速度很快。

21414　p H值的影响:浆液的p H值高低,对吸附的效果产生很大的影响。溶液p H值的变化,直接反映出液相中正、负电荷的变化。碳酸钙在水溶液中的电离平衡为:

　Ca2++CO2-3=CaCO3

　CO2-3+2H2O=HCO-3+OH-+H2O=H2CO3+ 2OH-

根据Paneth2Fajans规则,Ca2+、CO2-3与H+、OH-相比,被CaCO3吸附的倾向要大得多,故当CO2溶解过量时,溶液中CO2-3也过量,CO2-3被吸附后CaCO3颗粒表面带负电;相反,若Ca2+在溶液

中过量,CaCO3则吸附Ca2+而带正电。若活性剂为阴离子型,就应适度提高液相的Ca2+浓度,可通过静电吸附提高颗粒表面对活性剂的吸附效果。

215　颗粒直径大小及形状　碳酸钙颗粒直径的大小,直接影响其比表面积。一般情况下,粒径越小比表面积越大,粒径越大则比表面积越小,表面积越大所需活性剂的量就越多,相反则越少。但颗粒的形状,也影响到其比表面积的变化:球形体的表面积最小,无规则状和链状颗粒的表面积最大,立方体和纺锤体的则介于两者之间。

216　产品干燥过程　干燥过程的影响,主要在于干燥的温度和工艺过程的二次粒子团聚,现有的碳酸钙产品多以有机表面活性剂进行处理。有机物热稳定性差,当温度达到300℃以上时,在极短的时间内就会焦化,使活性剂全部或部份失去活性。故生产湿式活化的碳酸钙产品时,对干燥温度要求较严。

干燥过程既是一个水份蒸发,又是一个将滤饼粉碎的过程,最终的产品是粉末状的,产品粒度的大小在应用过程中能得到很直接的反映,如在塑料制品中出现分散不开的“白点”,或是在制品表面出现不光滑的现象等。从物质存在的状态来分析,粉体颗粒直径的极限值一般为3μm左右,当粒径小于该值时,重力将不再起主导作用,而诸如静电力、颗粒表面水分子形成的“液桥”力,以及有机活性剂的分子之间的粘性力等,成为颗粒团聚的主要作用力。由于二次粒子在现有工业技术条件下不可避免地存在,那么如何降低颗粒的粒度,则是干燥工艺和设备中的首要问题。

3　提高纳米碳酸钙活化效果的方法

311　活性剂选择　在碳酸钙产品下游行业的实际应用中,对碳酸钙的分散处理一般采用较为简单的搅拌、混合、砂磨、二辊研磨或多辊研磨等工艺,无法以机械的方式将微粉形式存在的颗粒(团聚粒子)分散到纳米级的状态。必须是物料在液相或熔融态时,在强剪切力、分子热运动作用下造成粒子相互碰撞,碳酸钙颗粒表面活性剂中活性基团与有机分散相相互结合,通过“位阻效应”和“双电层”等作用将团聚的二次粒子分散,那么碳酸钙颗粒就能以纳米级状态或接近纳米级状态分散于应用材料中,对材料起到改性作用。碳酸钙颗粒活化效果的好坏、活性剂与材料的相容性以及活性剂对碳酸钙颗粒的分散能力等,决定了纳米级碳酸钙所具有的特性能否得以体现。

活性剂的选择是产品配方的关键,可根据应用领域产品的特性进行初步的选择,再通过应用实验最终确定产品的活化配方。在塑料、橡胶行业的应用,以脂肪酸(或脂肪酸盐)、油酸、亚油酸、偶联剂等为主,也可采用软脂酸与硬脂酸的复合配方等对碳酸钙进行活化处理。该技术在目前是较为成熟的工业化成果,随着表面活性剂的发展,对碳酸钙颗粒进行表面处理的活性剂将会越来越多。

312　助活性剂选择　助活性剂的作用主要是提高活性剂吸附量和吸附效果,一般采用无机电解质,如可溶性Na+、Mg2+、Zn2+、Al3+盐等。从理论上分析,高价离子的作用较强,但在实践中要考虑对应用材料的影响,以及实际效果和生产成本等因素。313　活性剂的配制及添加量　活性剂的配制一般在活化之前进行,应有搅拌、加热装置,较多的活性剂配制是一个皂化反应过程,硬脂酸与碱的配比以及反应温度和皂化度等是活化工艺的技术关键。关于皂化度的问题,对其研究较少,一般都认为尽可能地完全皂化,使活性剂的水溶性较高,有利于活化。但从实际的生产情况看,活性剂的皂化度对产品的活化效果产生很大的影响,并非皂化度越高越好,皂化度应控制适当。

从塑料填充用的高档产品看,纳米级碳酸钙粒子的粒径一般在60～80nm范围内,胶印油墨用碳酸钙粒径一般在20～30nm左右。活性剂的添加量根据粒径的大小变化而变化,粒径越小添加量越少,反之则增加。目前,各企业不同产品的配方一般控制在2%～5%。在活化工艺及设备条件较差的情况下,可适当提高活性剂的添加量,以确保产品的活化效果。

314　活化工艺控制

31411　活化温度:升温活化是传统的活化工艺,既可提高活性剂的溶解度,又有利于活化过程中的化学吸附,但较高温度下活性剂的溶解性较好,物理吸附过程中的“脱附”趋势增强,降低了表面活性剂的吸附量,影响产品的活化效果。在一些活化工艺中,可先升温活化,然后将物料冷却降至室温,再进行压滤脱水,先加快化学吸附再提高物理吸附的量,以提高颗粒表面活性剂吸附层的厚度。应根据不同的活性剂,选择不同的活化温度,一般宜控制在50～80℃。

31412　浆液浓度:从生产成本考虑,浆液浓度越高越好。但CaCO3悬浮液的浓度越高,其粘度也越高,增加了搅拌混合的负荷,活性剂在液相中的分散更加困难,不利于碳酸钙颗粒对活性剂的吸附。浓度过低时,水溶液中溶解性活性剂的相对浓度降低,颗粒表面的吸附厚度会减小,压滤脱水时的流失也较多。生产中,浆液的百分浓度一般控制在8%～12%,也可通过直接加增浓槽,将浆液浓度提高至

15%～18%,活化的效果则会更好。

31413　搅拌速度和活化时间:从理论和实际情况看,搅拌强度越高,活化时间越短,活化的效果越好,因此提高搅拌速度能明显提高活化效果,故将转速提高到100r/min以上较为合适。

活化时间可据生产系统的设备配置以及搅拌效果等因素来确定,必须确保充足的活化时间。但时间过长会增加能耗、降低产量,因此活化时间可控制在15～60min范围内。

31414　浆液p H值控制:对CaCO3悬浮液p H值的控制,可通过碳化工序终点碳化率来调节。为保证p H≤7,就必须确保碳化率达到100%,并略为过碳化,将会产生如下反应:

　CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2

悬浮液中Ca2+浓度增加,p H值进一步降低,使CaCO3颗粒表面带正电荷,有利于阴离子活性剂的表面吸附,但延长时间将使CO2的损耗增加。另一方面,应控制好Ca(OH)2悬浮液颗粒的细度,如果其中存在较多的大颗粒,易造成碳化达到终点后又出现“返碱”现象,使p H值升高,同时影响产品的游离碱指标。

31415　颗粒直径大小及形状:纳米级碳酸钙产品晶体粒径目前市场上以40～80nm者为主,中档油墨及粘胶剂用纳米级碳酸钙粒径在40～50nm范围;高档的油墨用纳米级碳酸钙的粒径在10～30nm,也称胶质钙,晶型都以立方体为主。

纳米级碳酸钙晶体粒径会随着温度、反应初速度、晶型控制剂的变化而变化。当粒径较大(80～100nm)时,晶体表面积相对较小,表面能较低,晶体形状多以立方体形式存在,其分散的效果也较好,所用表面活性剂的量较少,用2%～4%有机相进行包覆处理,可起到良好的分散和活化效果。当粒径较小(10～30nm)时,晶体表面积很大,表面能增加,晶型中除立方体外,还会有链状和棒状晶体存在,分散较为困难,表面活性剂的用量一般较大,有机相的总量控制在4%以上,同时还可考虑加入一些无机分散剂,如多聚磷酸盐、硅酸盐等。设计活化配方应掌握晶体的粒径和形貌,再确定活性剂的用量。

315　后工序的影响　表面活性剂多为有机物,在较高温度下会发生析碳焦化现象。干燥过程对表面活性剂影响最大的,是温度和停留时间。当活性剂发生焦化时,产品的第一反映是白度明显降低,其次是活性和疏水性能降低。干燥温度主要应根据活性剂的种类和干燥设备来决定,一般纳米级活性碳酸钙产品的干燥温度应低于300℃(指湿物料与热空气接触的温度)。在沉淀碳酸钙生产工艺中干燥物料初始水份在45%～55%范围内,最终水份要降低到1%以下,连续干燥得到的是粉末或小颗粒状的产品或半成品,间歇干燥得到的是块状的半成品。整个干燥过程是一个传质过程,即物料表面的水份在热风下蒸发并被移走,物料内部的水份由于表面水份浓度的降低,产生浓度差,使得水份由内部向表面移动,并在表面被蒸发、移走,形成一个连续的过程。由此可见,物料表面积越大,水份蒸发量越大,干燥的速度也就越快。连续干燥的设备就是将物料从块状粉碎至粒状,再由粒状到粉末状,这一变化过程所需的时间决定了干燥的时间(即物料停留时间)。随着停留时间的缩短,相应的温度也可提高,相反,提高温度又可缩短停留时间。再者,从物料水份变化情况来分析,在滤饼水份较高时,虽然热风温度较高,但其表面水份蒸发量大,吸收大量汽化潜热,使物料表面的实际温度并不很高。但随着物料水份的降低,水份的蒸发量减少,表面温度升高,此时宜以较低温度的热风进行干燥。目前一些企业采用两步干燥的工艺,即湿料干燥温度控制在200～300℃,半干物料的干燥温度控制在200℃以下。

4　结语

纳米级碳酸钙表面活化处理的关键是活性剂的选择,它关系到产品实际应用领域的应用效果和活化效果。活化工艺和设备的优化选择和合理配置,是实现最佳活化效果的必要保证,应更多地从提高活性剂的吸附量和吸附的强度以及生产的成本等方面进行平衡考虑。干燥工艺及设备必须依据活性剂的特点进行选择和设计,尽量保证最小程度地破坏表面活性剂的性能,必要时应视不同的表面活性剂选择不同的干燥方式,以达到最佳和企业效益的最大化。

参考文献

1　杜巧云、葛虹主编1表面活性剂基础及应用[M]1北京:中国石化出版社,1996

2　朱步瑶、赵振国编著1界面化学基础[M]1北京:化学工业出版社,1996

3　顾惕人、朱步瑶编著1表面化学[M]1北京:科学出版社,1994

收稿日期:2002203222

●会讯●

第2届上海国际纸浆造纸工业展览会暨研讨会暨第3届上海国际纸业、纸制品瓦楞纸箱加工包装工业展览会将于2002年6月12～15日在上海召开。联系电话:(021)63217522　52520202

新建年产21万吨纳米碳酸钙建设项目可行性报告(立项申请)

年产21万吨纳米碳酸钙建设项目 可行性报告 xxx投资公司

摘要 国外大多数国家重钙资源贫乏，19世纪70年代初由于全球石油危机，为了减少树脂用量，对纳米碳酸钙等矿物填料的研究和应用发展 速度极快。美国、日本及欧洲一些国家纳米碳酸钙的生产量逐年扩大，远远大于轻质纳米碳酸钙的生产量。国外一些发达国家在橡胶、塑料，油漆，涂料，造纸等行业使用纳米碳酸钙的比率高于我国2—10个百 分点。重钙和轻钙的比例为4：1。美国在不同行业中销售纳米碳酸钙 是轻质纳米碳酸钙的倍数为：橡胶工业为10倍，塑料工业为18倍， 造纸工业为0.8。欧洲按销量计算，纳米碳酸钙大于轻质碳，酸钙，不同行业的使用比例为：塑料工业16倍，橡胶工业为10倍，造纸工业 为2倍，纳米碳酸钙用量每年以4.5%的速度递增。 该纳米碳酸钙项目计划总投资18734.57万元，其中：固定资产投 资12997.93万元，占项目总投资的69.38%；流动资金5736.64万元，占项目总投资的30.62%。 达产年营业收入42327.00万元，总成本费用33832.46万元，税 金及附加325.76万元，利润总额8494.54万元，利税总额9991.96万元，税后净利润6370.91万元，达产年纳税总额3621.06万元；达产

年投资利润率45.34%，投资利税率53.33%，投资回报率34.01%，全部投资回收期4.44年，提供就业职位842个。 报告依据国家产业发展政策和有关部门的行业发展规划以及项目承办单位的实际情况，按照项目的建设要求，对项目的实施在技术、经济、社会和环境保护、安全生产等领域的科学性、合理性和可行性进行研究论证；本报告通过对项目进行技术化和经济化比较和分析，阐述投资项目的市场必要性、技术可行性与经济合理性。

纳米碳酸钙

水溶液系碳化法合成球霰石 Isao MATSUSHITA, Yukitoshi HAMADA*, Toshihiro MORIGA*, Toshifumi ASHIDA** and Ichiro NAKARAYASHI* Toyo Denka Kogyo Co., Ltd., 2-2-25, Hagimachi, Kochi-shi 780 *Department of Chemical Science and Technology,Faculty of Engineering,Tokushima University,2-1, Minami josanjima-cho, Tokushima-shi 770 **Department of Industrial Chemistry, Faculty of Engineering, Kinki University, 1, Takayaumenobe, Higashi-Hiroshima-shi 739-2 在含有氨基或羧基的有机化合物如胺，羧酸盐和氨基酸盐作为添加剂的水系统中试图用碳化法(Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O)合成球霰石，L–谷氨酸钠，L-天 门冬氨酸钠和乙二胺对无定形碳酸钙（ACC）结晶形成球霰石很有效，在没有OH-存在的液相中，随着ACC逐渐结晶成球霰石，包含在ACC中的添加剂和水被释放出来，液相中OH-的存在强烈的阻止ACC合成球霰石。[收稿1996年4月1日；录稿1996年7月17日] 关键词：球霰石，非晶碳酸钙，碳化法，水系统，添加剂，谷氨酸盐，乙二胺 1.介绍 合成碳酸钙作为纸张、塑料和橡胶的填料或钙化营养食品。碳酸钙有三大类型，即方解石（斜方六面体）、霰石（正交晶系）、球霰石（六角形）。球霰石是 三种晶体类型中热力学最不稳定的，在自然界中几乎不存在。然而，球霰石由于其具有的一些特点有望用于各种用途，例如比起其他的两个晶系具有高表面积、高溶解性、高分散性、比重小等特点。 碳酸钙的合成是将CO2气体通入到Ca(OH)2悬浮液中(Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O)，我们称之为“碳化法”。在这个过程中,碳酸钙的晶体类型通常是方解石。另一方面,有两种典型的方法合成球霰石。一种是将水溶性钙盐和水溶性 碳酸盐加入到氨的水溶液中；另一种是“表面碳化过程”,在这一过程中,大量的非水溶剂如甲醇同时与羧酸一起使用。然而，这些合成球霰石的方法成本过高，因此,通过“水碳化过程”来制备球霰石，这个报道刊登在日本专利 H5-434011，其中氨基酸和氨基酸盐作为添加剂,添加剂量和碳化时间限制以获得纯的球霰石。然而，球霰石的详细的反应过程和形成过程是未知的。 我们以前研究的关于水体系的碳化法阐明了用碳化法生产无定形碳酸钙（以下简称ACC)），其后ACC结晶形成方解石。我们认为，通过控制无定形碳酸钙的性能和它的结晶过程可能会合成球霰石。上述报告指出，氨、羧酸或氨基酸似乎对球霰石的形成是非常有效的。因此，在这项研究中，有机物质如胺，羧酸盐或氨 基酸盐因为有氨基或羧基被用来作为添加剂控制上述影响因素。 2.实验过程

国内纳米碳酸钙行业发展现状分析

国内纳米碳酸钙的生产现状及其发展出路 一、纳米钙的应用范围 纳米碳酸钙又称超微细碳酸钙,生产早已工业化，市场早已广泛形成。纳米碳酸钙应用于塑料工业，橡胶工业，作为填料与补强之用，起到降低制品的成本与增强制品品质的双重功效：应用于油墨行业、造纸业、涂料工业，作为填料使用，起到增稠防沉、提高产品性能以及降低产品的生产成本等多重功效；在饲料行业中可作为补钙剂，增加饲料含钙量；在化妆品中使用，由于其纯度高、白度好、粒度细，可以替代钛白粉。 二、纳米钙生产工艺 目前世界上能生产100nm以下的碳酸钙主要厂家有：英国的ICI公司、法国的Solvay公司、美国的矿物技术公司（MTI）、Pfizer公司、王子造纸公司、RessoWcesCasbec公司、日本的白石公司、日本丸尾钙公司等，产品主要用于橡胶、塑料、胶粘剂（含密封胶）、涂料油漆、涂布纸张、油墨、杀虫剂、蜡制品、搪瓷制品及化妆品等。日本是国际上开发和生产纳米碳酸钙最好和较早的国家，早在四、五十年代就生产出了微米级、纳米级碳酸钙，现已有纺锤形、立方形、链锁形等纳米级碳酸钙产品及改性产品50余种；美国着重于纳米碳酸钙在造纸和涂料上的应用；英国则主要从事填料专用纳米碳酸钙的研制，近20年来英国在汽车专用塑料用碳酸钙中占垄断地位。 我国于20世纪80年代初开始纳米碳酸钙制备技术的研究，80年代末实现工业化生产，已研制出多种制备技术，主要有：间歇式碳化法、超重力法、多级喷雾碳化法、非冷冻法、垂直筛板塔式碳化法、内循环碳化塔制备法、喷射吸收法、“双喷”新工艺、自吸式搅拌反应器制备法、管式反应碳化法、微乳法制备法、超声空化法等。这些制备技术有些已成功地用于工业生产中，生产出不同晶型和不同用途的纳米碳酸钙产品，部分技术水平已达到甚至超过国际先进水平。目前已实现工业化的主要有间歇式碳化法、超重力法、多级喷雾碳化法、非冷冻法和膜分散微结构反应器制备纳米碳酸钙技术。

碳酸钙地活化改性

碳酸钙的活化改性 一、碳酸钙改性简介 碳酸钙(CaCO3)粉体作为填充改性材料广泛应用于塑料、橡胶和涂料等行业，既可提高复合材料的刚性、硬度、耐磨性、耐热性和制品的尺寸稳定性等，又能降低制品的成本。由于CaCO3原料来源广泛、价格低廉且无毒性，所以它是高聚物复合材料中用量最大的无机填料，尤其在塑料异型材行业中是最常用的无机粉体填料。碳酸钙直接用于高聚物中存在两个缺陷：（1）分子间力、静电作用、氢键、氧桥等会引起碳酸钙粉体的团聚；（2）纳米碳酸钙表面具有亲水性较强且呈强碱性的羟基，会使其与聚合物的亲和性变差，易形成团聚体，造成在高聚物中分散不均匀，导致两种材料间界面缺陷。因此，CaCO3应用在高聚物基复合材料中分散不均匀，界面结合力低，使复合材料界面间存在缺陷，导致橡塑制品的拉伸强度、冲击强度、断裂伸长率等力学性能降低，从而影响其应用效果，且这一缺陷随着CaCO3填充量的增加而更加明显，甚至使制品无法使用。为了增强CaCO3在高聚物中的浸润性，消除表面高势能，提高其在复合材料中的分散性能和疏水亲油性，改进CaCO3填充复合材料的加工和力学等综合性能，并提高其在复合材料中的填充量，需要对CaCO3进行改性。 目前，国外对CaCO3，的表面改性主要有以下两个途径：①使颗粒微细或超微细化，从而改善其在高聚物复合材料中的分散性，且因其比表面积增大而增强CaCO3在复合材料中的补强作用；②改进

CaCO3的表面性能，使其由无机性向有机性过渡，从而改善CaCO3与高聚物的相容性，提高橡塑制品的加工性能、物理性能及力学性能。然而，微细化的CaCO3粒子存在以下两个缺陷：①CaCO3粒子粒径越小，其表面上的原子数越多，表面能越高，吸附作用越强，粒子间相互团聚的现象越明显，因此，CaCO3在高聚物基体中的分散性越差； ②CaCO3颗粒微细化无法改变其表面亲水疏油性，与高聚物界面结合力依然较弱。受外力冲击时，易造成界面缺陷，导致复合材料性能下降。 目前，用于CaCO3改性的方法主要有机械化学改性、干法表面改性工艺、湿法表面改性工艺、母料填料技术、复合偶联剂改性、反应性单体、活性大分子及聚合物改性技术、超分散剂表面改性碳酸钙和高能表面改性。 二、机械化学改性 机械化学改性是利用超细粉碎、研磨等强机械力作用使CaCO3，颗粒细化，并有目的地激活粒子表面，以改变其表面晶体结构和物理化学结构，使分子晶格发生位移，增强其与表面改性剂的反应活性。机械化学改性对于大颗粒的CaCO3比较有效，若再配合其他改性方法则能更有效地改进CaCO3的表面性能。 三、干法表面改性工艺 干法表面改性工艺简单，具有配方可灵活掌握以及可以将碳酸钙表面处理与下游工序串联起来的优点。干法改性工艺中除了要有快速的搅拌以使偶联剂快速包覆于每一粒碳酸钙颗粒、适宜的改性温度以

纳米碳酸钙

纳米碳酸钙 纳米碳酸钙又称超微细碳酸钙。标准的名称即超细碳酸钙。纳米碳酸钙应用最成熟的行业是塑料工业主要应用于高档塑料制品。可改善塑料母料的流变性，提高其成型性。用作塑料填料具有增韧补强的作用，提高塑料的弯曲强度和弯曲弹性模量，热变形温度和尺寸稳定性，同时还赋予塑料滞热性。纳米碳酸钙用于油墨产品中体现出了优异的分散性和透明性和极好的光泽、及优异的油墨吸收性和高干燥性。纳米碳酸钙在树脂型油墨中作油墨填料，具有稳定性好，光泽度高，不影响印刷油墨的干燥性能．适应性强等优点。 北方最大的纳米碳酸钙生产基地 盖尔克斯（Gerks）年产纳米碳酸钙系列产品12万t，其中纳米碳酸钙5万t，纳米碳酸钙助剂2万t，亚纳米碳酸钙3万t，造纸涂布碳酸钙2万t。产品广泛应用于各种胶黏剂、PVC软硬制品、电线电缆、涂料、油墨、造纸、医药等工业领域。 纳米碳酸钙的应用范围纳 米碳酸钙应用最成熟的行业是塑料工业主要应用于高档塑料制品。 造纸业是纳米碳酸钙最具开发潜力的市场。目前，纳米碳酸钙还主要用于特殊纸制品，如女性用卫生巾、婴儿用尿不湿等。纳米活性碳酸钙作为造纸填料具有以下优点：高蔽光性、高亮度、可提高纸制品的白度和蔽光性；高膨胀性，能使造纸厂使用更多的填料而大幅度降低原料成本；粒度细、均匀，制品更加均匀、平整；吸油值高、

能提高彩色纸的预料牢固性. 纳米碳酸钙在涂料工业作为颜料填充剂，具有细腻、均匀、白度高、光学性能好等优点。纳米级超细碳酸钙具有空间位阻效应．在制漆中，能使配方中密度较大的立德粉悬浮，起防沉降作用．制漆后，漆膜白度增加，光泽度高，而遮盖力却不降低，主要用于高档轿车漆。 橡胶工业纳米碳酸钙的主要应用市场之一。添加钠米碳酸钙的橡胶，其硫化胶升长率、撕断性能、压缩变形和耐屈性能，都比添加一般碳酸钙的高。加入用树脂酸处理的纳米碳酸钙后，有的豫胶制品撕裂强度提高4倍以上纳米碳酸钙在饲料行业中可作为补钙剂，增加饲料含钙量；在化妆品中使用，由于其纯度高、白度好、粒度细，可以替代钛白粉。 纳米活性碳酸钙的工业制备方法。该方法在一定浓度的Ca(OH)2的悬浮液中通入二氧化碳气体进行碳化。通过对Ca(OH)2悬浮液的温度、二氧化碳气体的流量控制碳酸钙晶核的成核速率；在碳化至形成一定的晶核数后，由晶核形成控制转化为晶体生长控制，此时加入晶形调节剂控制各晶面的生长速率，从而达到形貌可控；继续碳化至终点加入分散剂调节粒子表面电荷得均分散的立方形碳酸钙纳米颗粒；然后将均分散的立方形纳米碳酸钙颗粒进行液相表面包覆处理。所获得的纳米活性碳酸钙粒子在25～100nm之间可控，立方形，比表面大于25m2/g，粒径分布GSD为1.57，吸油值小于28g/100gCaCO3，且无团聚现象。所获得的产品性能优异，可作为高档橡胶、塑料以及汽车底漆中的功能填料。

浅谈偶联剂在改性碳酸钙的发展趋势

浅谈偶联剂在改性碳酸钙的发展趋势 1 碳酸钙在塑料中的重要作用 我国已成为塑料制品生产和消费的大国，2006年塑料制品的产量已超过4000万吨，稳居世界第二位，而且二十多年来始终保持两位数的年增长率。 可以预见随着国内消费需求增长和作为世界性制造基地向国际市场供应的出 口数量增加，今后相当长的时期，我国塑料制品的年产量还将持续快速增长。 在塑料加工过程中除合成树脂做为基础原料外，科学地、正确地、合理 地使用各种添加剂和助剂是无可非议的，其中无机矿物粉体材料是最重要的 添加剂之一。正如大家所知道的，在塑料中添加无机矿物粉体材料可以起到 降低原材料成本、提高性能和赋予新的功能的重要作用，近年来又进一步发 现使用无机矿物粉体材料对减轻白色污染、保护，环境的环保功效，在当今 强调实施循环经济，建设资源能源节约型、环境友好型社会的大潮流中，更 凸显无机矿物粉体材料在塑料中应用的重大意义。 并不是所有的塑料材料及制品中都要添加无机矿物粉体材料，也不是都 添加相同的数量，在统计塑料中使用的无机矿物粉体材料数量时，通常按塑 料材料及制品总产量的10%计算，即目前我国塑料加工行业每年使用的无机 粉体材料至少在400万吨以上。碳酸钙(包括重钙和轻钙)是使用最为广泛， 用量最大的无机矿物粉体材料，在所使用的无机矿物粉体材料总量中，碳酸 钙占到70%以上，不仅仅是因为碳酸钙资源丰富、价格低廉，碳酸钙的稳定 性好、色泽单纯、低磨耗、易干燥、易加工、无毒等诸多优点也是得到普遍 大量使用的重要原因。 2 塑料加工企业对所使用的碳酸钙的基本要求 碳酸钙作为塑料常用的粉体材料具有许多其它粉体材料所不具备的优点，如白度高、易表面有机化处理、对加工设备及模具的磨损轻、成型加工流动 性好等，加之资源丰富、价格低廉，成为塑料加工行业首选的无机矿物粉体 材料。依据目前塑料加工企业的思路和经验，在选用碳酸钙时所考虑的因素 构成对碳酸钙的基本要求。 1)价格低廉

纳米碳酸钙项目规划设计方案

纳米碳酸钙项目规划设计方案 规划设计/投资分析/产业运营

承诺书 申请人郑重承诺如下： “纳米碳酸钙项目”已按国家法律和政策的要求办理相关手续，报告内容及附件资料准确、真实、有效，不存在虚假申请、分拆、重复申请获得其他财政资金支持的情况。如有弄虚作假、隐瞒真实情况的行为，将愿意承担相关法律法规的处罚以及由此导致的所有后果。 公司法人代表签字： xxx公司（盖章） xxx年xx月xx日

项目概要 纳米碳酸钙也称为超微细碳酸钙，其粒度介于0.01-0.1μm之间。纳米碳酸钙粒子超细化，其晶体结构和表面电子结构发生变化，与普通碳酸钙相比，具有优良的小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子效应、表面效应等，被广泛应用在塑料、橡胶、胶粘剂、涂料、油墨、造纸、建材、化妆品等产品的制造领域，可以改善和提高产品的综合性能。 该纳米碳酸钙项目计划总投资6211.88万元，其中：固定资产投资4438.60万元，占项目总投资的71.45%；流动资金1773.28万元，占项目总投资的28.55%。 达产年营业收入12979.00万元，总成本费用10064.35万元，税金及附加114.81万元，利润总额2914.65万元，利税总额3431.48万元，税后净利润2185.99万元，达产年纳税总额1245.49万元；达产年投资利润率46.92%，投资利税率55.24%，投资回报率35.19%，全部投资回收期4.34年，提供就业职位267个。 报告根据项目实际情况，提出项目组织、建设管理、竣工验收、经营管理等初步方案；结合项目特点提出合理的总体及分年度实施进度计划。 报告主要内容：项目承担单位基本情况、项目技术工艺特点及优势、项目建设主要内容和规模、项目建设地点、工程方案、产品工艺

纳米碳酸钙的生产工艺

工业生产技术的不断革新，给许多新型的产品生产带来可能，其中一种纳米级的碳酸钙颗粒就可运用于多个行业中去。目前主要采用的制作工艺可以分为炭化法、连续喷雾碳化法、超重力碳化法等。我们来一一去进行了解。 制备纳米碳酸钙的方法有物理法和化学法。物理法就是对天然石灰石、白垩石进行机械粉碎而得到。但是粉碎的粒度是有限的，只有采用特殊的方法和机械才有可能达到0.1μm以下。所以生产纳米碳酸钙主要采用化学法。 （一）碳化法 这种制备方法是主要的一种生产方式。将精选的石灰石煅烧，得到氧化钙和窑气。使氧化钙消化，并将生成的悬浮氢氧化钙在高剪切力作用下粉碎，多级旋液分离除去颗粒及杂质，得到一定浓度的精制氢氧化钙悬浮液；然后通入CO2气体，加入适当的晶型控制剂，碳化至终点，得到要求晶型的碳酸钙浆液；再进行脱水、干燥、表面处理，得到纳米碳酸钙产品。 按照碳化过程中CO2气体与氢氧化钙悬浮液接触方式的不同，可将碳化法分为间歇鼓泡碳化法、连续喷雾碳化法和超重力碳化法，以及在间歇鼓泡碳化法

基础上改进的非冷冻法。该法投资少，易于转化，为国内外大多数厂家所采用。但是这种方法生产效率低、气液接触差、碳化时间长、粒径粗且不均匀。 （二）连续喷雾碳化法 喷雾碳化法是将石灰乳用喷头喷成雾状，从塔顶喷下，将一定浓度的CO2以某一速度从塔底上升，与雾状石灰乳发生反应。对于连续喷雾碳化，则重复进行以上过程，最后可获得粒径小于0.1μm的纳米碳酸钙。该法生产纳米碳酸钙效率高，经济效益可观，并能实现连续自动大规模生产，另外，具有很高的科学性和技术性。但设备投资较大。 （三）超重力碳化法 利用旋转造成一种稳定的、比地球重力加速度高的多的超重力环境，极大地增加气液接触面积，强化气-液之间的传质过程，从而提高碳化速度。同时，由于乳液在旋转床中得到高度分散，限制了晶粒的长大，即使不添加晶形控制剂，也可以制备出粒径为15~30nm的纳米碳酸钙。

纳米碳酸钙入门

纳米碳酸钙入门 盛大科技(上海)纳米技术研究院 ２０１０年9月

1 什么是碳酸钙 碳酸钙在自然界中随处可见 如以上所列钟乳石、石灰石、大理石、汉白玉、冰洲石、珍珠、贝壳、蛋壳等的主要成分都是碳酸钙。

物质。在石灰岩里面，含有二氧化碳的水，渗 入石灰岩隙缝中，会溶解其中的碳酸钙。因此 形成了钟乳石。 碳酸钙遇酸会分解，因此碳酸钙粉体在运 输中应该要防止雨淋、受潮，不得与酸混运；贮存于干燥、阴凉通风的仓库内。 2 碳酸钙的分类 按制备方法不同可分为重质碳酸钙、轻质碳酸钙。 碳化法制得的碳酸钙称为轻质碳酸钙(简称轻钙，LCC)或沉淀碳酸钙(简称PCC)。 轻钙的粉体特点是： (1) 粒度小，一般平均粒径在数微米以下； (2) 粒度分布窄，可视为单分散粉体； (3) 粒子晶型多样化，应用于不同行业需要不同的晶型。 普通轻钙粒径为1～10 μm ，比表面积为5 m 2/g 左右，一般认为只有填充功能；微细碳酸钙的粒径为0.1～1μm ，比表面积为10～20 m 2/g 左右，具有半补强效能；超细活性碳酸钙粒径为0.01～0.1μm ，比表面积为20～80 m 2/g 左右，具有较高的补强效能。

天然矿物直接经由机械粉碎（研磨法）所得产品，因其比重大于轻钙，故名重质碳酸钙(简称重钙，GCC )。 重钙的粉体特点是： (1)粒子形状不规则； (2)粒度分布比较宽，是多分散体； (3)粒度比轻钙要粗，同样是超细钙，超细重钙的粒度比超细轻钙的粒度级别要相差一级，即超细重钙的粒度只相当于微细轻钙的粒度。此外，重钙还具有价格低廉、容易制取、工厂投资仅为轻钙的1/4～1/3等特点。 活性钙、胶质碳酸钙有什么不同？ 活性钙：又称改性碳酸钙、表面处理 碳酸钙、胶质碳酸钙。用碳酸钙的亲水性 和疏水性来判断是否活化。 活性碳酸钙的特点：粒径小、吸油值 低、分散性好、能补强等。 3 什么是纳米碳酸钙 国内碳酸钙行业是以平均粒径为基础把轻质碳酸钙产品划分为以下五个粒度等级： 微粒碳酸钙，粒径> 5000 nm; 微粉碳酸钙，粒径范围为1000～5000 nm;

偶联剂在改性碳酸钙填充母料的应用

偶联剂在改性碳酸钙填充母料的应用 碳酸钙是一种极其重要的无机化工产品,广泛应用于塑料、橡胶、涂料、造纸等工业中。近年来,由于各种合成树脂及化工原料的用量不断扩大,能源耗量日趋增多,因此在塑料、橡胶等工业中,人们越来越多地考虑到在高分子合成材料中加入资源丰富、价格低廉的无机填料。在尽可能多地向塑料、橡胶制品中添加无机填料(如碳酸钙) 的同时,要使制品的各项物理机械性能得以保证。普通无机填料,如普通碳酸钙难于满足这些要求,需对其进行改性,以提高其综合性能。随着复合材料工业的迅速发展,碳酸钙已不仅仅是一种填充剂,也是一种重要的改性剂。在塑料制品中填充性能优异的活性碳酸钙,可在降低成本的同时,还能改善制品的硬度、弹性模量、尺寸稳定性和热稳定性。活性碳酸钙是在普通碳酸钙的基础上进行改性而得到的,从而达到在复合材料制品中的填充和改性的双重目的。这些改性包括对碳酸钙的结晶形态、粒子大小、粒度分布及表面性能等方面的改性。碳酸钙的改性主要有两个途径:一是改变粒度,使碳酸钙颗粒微细化或超微细化(包括改变碳酸钙的结晶形态和粒度分布) ,用结晶形态各异的微细或超微细碳酸钙改善其在树脂中的分散性,并以微小的颗粒和大的比表面积,获得在塑料、橡胶等制品中的补强作用[1] ;二是改善碳酸钙的表面性能,使其由无机性向有机性转变,从而增大碳酸钙与有机树脂的相容性,改善制品的加工性能和物理机械性能。第一种改性方法需要对传统的碳酸钙生产工艺的碳化、粉化及脱水干燥技术进行改进,生产工艺复杂,大量生产时,干燥条件难以实现,产品成本较高。第二种方法主要是采用两亲结构分子(具有亲无机基团及亲有机基团结构,包括表面活性剂、长链有机酸、偶联剂) 对碳酸钙进行表面改性,其工艺、设备较为简单,容易实施,近几年来发展起来的偶联剂用来处理不同粒径的碳酸钙,改性效果很好,已越来越多地被应用于塑料、橡胶等复合材料制品的生产中,此乃是扩大碳酸钙填充剂新品种的有效办法。

纳米碳酸钙项目投资计划书2020

纳米碳酸钙项目 投资计划书 投资计划书参考模板，仅供参考

摘要 该纳米碳酸钙项目计划总投资14786.64万元，其中：固定资产投 资11759.25万元，占项目总投资的79.53%；流动资金3027.39万元，占项目总投资的20.47%。 达产年营业收入30040.00万元，总成本费用23602.39万元，税 金及附加298.38万元，利润总额6437.61万元，利税总额7623.94万元，税后净利润4828.21万元，达产年纳税总额2795.73万元；达产 年投资利润率43.54%，投资利税率51.56%，投资回报率32.65%，全部投资回收期4.56年，提供就业职位452个。 坚持“实事求是”原则。项目承办单位的管理决策层要以求实、 科学的态度，严格按国家《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）的要求，在全面完成调查研究基础上，进行细致的论证和比较，做到 技术先进、可靠、经济合理，为投资决策提供可靠的依据，同时，以 客观公正立场、科学严谨的态度对项目的经济效益做出科学的评价。 本纳米碳酸钙项目报告所描述的投资预算及财务收益预评估基于 一个动态的环境和对未来预测的不确定性，因此，可能会因时间或其 他因素的变化而导致与未来发生的事实不完全一致。

纳米碳酸钙项目投资计划书目录 第一章纳米碳酸钙项目绪论 第二章纳米碳酸钙项目建设背景及必要性 第三章建设规模分析 第四章纳米碳酸钙项目选址科学性分析 第五章总图布置 第六章工程设计总体方案 第七章项目风险情况 第八章职业安全与劳动卫生 第九章实施进度 第十章投资估算与经济效益分析

第一章纳米碳酸钙项目绪论 一、项目名称及承办企业 （一）项目名称 纳米碳酸钙项目 （二）项目承办单位 xxx投资公司 二、纳米碳酸钙项目选址及用地规模控制指标 （一）纳米碳酸钙项目建设选址 项目选址位于xx高新技术产业开发区,地理位置优越，交通便利，规划电力、给排水、通讯等公用设施条件完备，建设条件良好。 （二）纳米碳酸钙项目用地性质及规模 项目总用地面积47957.30平方米（折合约71.90亩），土地综合 利用率100.00%；项目建设遵循“合理和集约用地”的原则，按照纳米碳酸钙行业生产规范和要求进行科学设计、合理布局，符合规划建设 要求。 （三）用地控制指标及土建工程

国内纳米碳酸钙的生产现状及其发展出路

国内纳米碳酸钙的生产现状及其发展出路 2008/7/11/08:52 来源：上海环境热线 纳米碳酸钙又称超微细碳酸钙,生产早已工业化，市场早已广泛形成。纳米碳酸钙应用于塑料工业，橡胶工业，作为填料与补强之用，起到降低制品的成本与增强制品品质的双重功效：应用于油墨行业、造纸业、涂料工业，作为填料使用，起到增稠防沉、提高产品性能以及降低产品的生产成本等多重功效；在饲料行业中可作为补钙剂，增加饲料含钙量；在化妆品中使用，由于其纯度高、白度好、粒度细，可以替代钛白粉。 目前世界上能生产100nm以下的碳酸钙主要厂家有：英国的ICI公司、法国的Solvay公司、美国的矿物技术公司（MTI）、Pfizer公司、王子造纸公司、RessoWcesCasbec公司、日本的白石公司、日本丸尾钙公司等，产品主要用于橡胶、塑料、胶粘剂（含密封胶）、涂料油漆、涂布纸张、油墨、杀虫剂、蜡制品、搪瓷制品及化妆品等。日本是国际上开发和生产纳米碳酸钙最好和较早的国家，早在四、五十年代就生产出了微米级、纳米级碳酸钙，现已有纺锤形、立方形、链锁形等纳米级碳酸钙产品及改性产品50余种；美国着重于纳米碳酸钙在造纸和涂料上的应用；英国则主要从事填料专用纳米碳酸钙的研制，近20年来英国在汽车专用塑料用碳酸钙中占垄断地位。 我国于20世纪80年代初开始纳米碳酸钙制备技术的研究，80年代末实现工业化生产，已研制出多种制备技术，主要有：间歇式碳化法、超重力法、多级喷雾碳化法、非冷冻法、垂直筛板塔式碳化法、内循环碳化塔制备法、喷射吸收法、“双喷”新工艺、自吸式搅拌反应器制备法、管式反应碳化法、微乳法制备法、超声空化法等。这些制备技术有些已成功地用于工业生产中，生产出不同晶型和不同用途的纳米碳酸钙产品，部分技术水平已达到甚至超过国际先进水平。目前已实现工业化的主要有间歇式碳化法、超重力法、多级喷雾碳化法、非冷冻法和膜分散微结构反应器制备纳米碳酸钙技术。 一，间歇式碳化法。间歇式碳化法分为间歇鼓泡式碳化法与间歇搅拌式碳化法。 1间歇鼓泡式碳化法。间歇鼓泡式碳化法是国内外较常用的生产方法，该法是将净化后的氢氧化钙乳液降温到25℃以下，泵入碳化塔并保持一定液位，由塔底通入含有二氧化碳的窑气鼓泡进行碳化反应，通过控制反应温度、浓度、气液比、添加剂等工艺条件制备纳米碳酸钙。此法投资小、工艺过程及操作简单，但能耗较高，工艺条件难以控制，粒度分布较宽。广东广平化工实业有限公司从日本白石公司引进的、广东恩平市嘉维化工实业有限公司、安徽铜陵集团碳酸钙厂以及广东省龙门县精细碳酸钙厂早期的纳米碳酸钙生产装置就是采用这种技术生产的。

碳酸钙介绍

碳酸钙专业知识 碳酸钙分类： 1、重质碳酸钙 2、轻质碳酸钙 3、活性碳酸钙 4、纳米钙 重质碳酸钙简述： 重质碳酸钙 英文名：calcium carbonate 分子式 CaCO3 相对分子量 100.09 重质碳酸钙性质 白色粉末，无色、无味。在空气中稳定。几乎不溶于水,不溶于醇。遇稀醋酸、稀盐酸、稀硝酸发生泡沸，并溶解。加热到898℃开始分解为氧化钙和二氧化碳。 重质碳酸钙，简称重钙，是由天然碳酸盐矿物如方解石、大理石、石灰石磨碎而成。是常用的粉状无机填料，具有化学纯度高、惰性大、不易化学反应、热稳定性好、在400℃以下不会分解、白度高、吸油率低、折光率低、质软、干燥、不含结晶水、硬度低磨耗值小、无毒、无味、无臭、分散性好等优点。

可根据需要提供不同粒度要求的普通重钙粉、超细重质碳酸钙、湿法研磨超细碳酸钙、超细表面改性重质碳酸钙。 [介绍]碳酸钙(Calcium Carbonate) 是一种重要的、用途广泛的无机盐。重质碳酸钙 ( Heavy Calcium Carbonate) 又称研磨碳酸钙( Ground Calcium Carbonate,简称GCC美国称Kotamite) ,是用机械方法直接粉碎天然的方解石、石灰石、白垩、贝壳等而制得。由于它的沉降体积(1.1-1.9mL/g/ g)比用化学方法生产的轻质碳酸钙沉降体积(2.4-2.8mL/g) 小,因此被称为重质碳酸钙。 [理化性质]碳酸钙的化学式为caco3 ,其结晶体主要有复三方偏三面晶类的方解石和斜方晶类的文石,在常温常压下,方解石是稳定型,文石是准稳定型，目前主要以方解石为主。 在常压下,方解石加热到898 ℃、文石加热到825 ℃,将分解为氧化钙和二氧化碳;碳酸钙与所有的强酸发生反应,生成水和相应的钙盐(如氯化钙CaCl2) ,同时放出二氧化碳;在常温(25 ℃) 下,碳酸钙在水中的浓度积为8. 7 ×1029 、溶解度为0. 0014 ,碳酸钙水溶液的pH 值为9. 5~10. 2 ,空气饱和碳酸钙水溶液的pH 值为8. 0~8. 6 。碳酸钙无毒、无臭、无刺激性,通常为白色,相对密度为2. 7~2. 9 。莫氏硬度方解石为 3 ,文石为3. 5~ 4 。方解石具有三组菱面体完全解理,文石亦具有解理。重质碳酸钙的沉降体积:1. 2~1. 9ml/ g，比表面积为1m2/g 左右;重质碳酸钙由于颗粒大、表面光洁、比表面积小,因此吸油值较低,为48ml/ 100g 左右。 [生产方法]重质碳酸钙的生产工艺流程有两种。干法生产工艺流程:首先手选从采石场运来的方解石、石灰石、白垩、贝壳等,以除去脉石;然后用破碎机对石灰石进行粗破碎,再用雷蒙(摆式) 磨粉碎得到细石灰石粉,最后用分级机对磨粉进行分级,符合粒度要求的粉末作为产品包装 入库,否则返回磨粉机再次磨粉。湿法生产工艺流程:先将干法细粉制成悬浮液置于磨机内进一步粉碎,经脱水、干燥后便制得超细重质碳酸钙。 [颗粒形状]重质碳酸钙的形状都是不规则的,其颗粒大小差异较大,而且颗粒有一定的棱角,表面粗糙,粒径分布较宽,粒径较大,平均粒径一般为1~10μm。重质碳酸钙按其原始平均粒径( d)

纳米碳酸钙表面改性研究进展

纳米碳酸钙表面改性研究进展 班级：S1467姓名：学号：201421801014 1前言 纳米碳酸钙是指粒径在1~100nm之间的碳酸钙产品。纳米碳酸钙是一种十分重要的功能性无机填料，被广泛地应用在塑料、橡胶、涂料和造纸等工业领域。由于碳酸钙粒子的超细化，其晶体结构和表面电子结构发生变化，产生了普通碳酸钙所不具有的表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应，显示了它优越的性能。 在塑料加工过程中添加纳米碳酸钙，不仅可以增加塑料制品的致密性，提高使用强度，而且还可以提高塑料薄膜的透明度、韧性、防水性、抗老化性等性能。在造纸工业中，碳酸钙用作造纸填料白度高，可大大改善纸张的性能，由于替代了价格较高的高岭土，使造纸厂获得明显的经济效益。纳米碳酸钙用在高级油墨、涂料中具有良好的光泽、透明、稳定、快干等特性。另外，在医药、化妆品等行业纳米碳酸钙也得到广泛应用，从而开辟了更广阔的应用领域[1,2]。 但是在用作橡胶和塑料制品填料时，由于纳米碳酸钙具有粒度小、表面能高、极易团聚、表面亲水疏油和强极性的特点，在有机介质中分散不均匀，与基料结合力较弱，容易造成基料和填料之间的界面缺陷。因此，为降低纳米碳酸钙表面高势能、调节疏水性、提高与基料之间的润湿性和结合力、改善材料性能，必须对纳米碳酸钙进行表面改性[3]。 2改性方法 目前用于表面改性的方法主要有:局部化学反应改性、表面包覆改性、胶囊化改性(微乳液改性)、高能表面改性及机械改性法[4]。 2.1局部化学反应改性 局部化学反应改性方法主要利用纳米碳酸钙表面的官能团与处理剂间进行化学反应来达到改性的目的。局部化学反应改性主要有干法和湿法两种工艺[5]。湿法是将表面改性剂投入到碳酸钙悬浮液中，在一定温度下让表面改性剂和碳酸钙粉末混合均匀，形成表面改性剂包覆碳酸钙粉末的双膜结构，效果较好，但工艺繁杂。水溶性的表面活性剂较适合湿法改性工艺，因为表面活性剂同时具有亲水基团和亲油基团，亲水基团与碳酸钙有亲和性，亲油基团与橡胶有亲和性，当表面活性剂处于碳酸钙和橡胶之间时，二者紧密地结合，这类水溶性表面活性剂主要是高级脂肪酸及其盐[6]。干法则是直接将碳酸钙粉末与表面改性剂直接投入高速捏合机中进行捏合，简单易行，出料后可直接包装，易于运输出料。这种方法得到的碳酸钙粉末表面不太均匀，适用于对碳酸钙粉末要求不高的场合，但处理方法简单易行，因而得到广泛应用。干法较适合于钛酸脂、铝酸脂、磷酸脂等偶联剂[7]。局部化学反应的改性剂主要有偶联剂、无机物、有机物等。 2.2表面包覆改性[8] 表面包覆改性指表面改性剂与纳米碳酸钙表面无化学反应，包覆物与颗粒之间依靠物理方法或范德瓦耳斯力而连接的改性方法。在制备纳米碳酸钙的溶液中加入表面活性剂，纳米碳酸钙生成的同时，表面活性剂包覆在其表面，形成均匀的纳米颗粒。此种方法可有效改善纳米碳酸钙的分散性。 2.3胶囊化改性 胶囊化改性又称微乳液改性，此种方法是在纳米碳酸钙表面包上一层其他物质的膜，使粒子表面的特性发生改变。与表面包覆改性不同的是包覆的膜是均匀的。 2.4高能表面改性 高能表面改性包括高能射线(γ射线、χ射线等)、等离子体处理几种方法[9]。

纳米碳酸钙项目可行性研究报告最新版本

纳米碳酸钙项目可行性研究报告 中咨国联出品

目录 第一章总论 (9) 1.1项目概要 (9) 1.1.1项目名称 (9) 1.1.2项目建设单位 (9) 1.1.3项目建设性质 (9) 1.1.4项目建设地点 (9) 1.1.5项目负责人 (9) 1.1.6项目投资规模 (10) 1.1.7项目建设规模 (10) 1.1.8项目资金来源 (12) 1.1.9项目建设期限 (12) 1.2项目建设单位介绍 (12) 1.3编制依据 (12) 1.4编制原则 (13) 1.5研究范围 (14) 1.6主要经济技术指标 (14) 1.7综合评价 (16) 第二章项目背景及必要性可行性分析 (17) 2.1项目提出背景 (17) 2.2本次建设项目发起缘由 (19) 2.3项目建设必要性分析 (19) 2.3.1促进我国纳米碳酸钙产业快速发展的需要 (20) 2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措 (20) 2.3.3满足我国的工业发展需求的需要 (21) 2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求 (21) 2.3.5提升企业竞争力水平，有助于企业长远战略发展的需要 (21) 2.3.6增加就业带动相关产业链发展的需要 (22) 2.3.7促进项目建设地经济发展进程的的需要 (22) 2.4项目可行性分析 (23) 2.4.1政策可行性 (23) 2.4.2市场可行性 (23) 2.4.3技术可行性 (23) 2.4.4管理可行性 (24) 2.4.5财务可行性 (24) 2.5纳米碳酸钙项目发展概况 (24) 2.5.1已进行的调查研究项目及其成果 (25) 2.5.2试验试制工作情况 (25) 2.5.3厂址初勘和初步测量工作情况 (25)

纳米碳酸钙的作用

我国的工业的迅速发展，从而需要提高相应的产品质量和行业标准，于是一些高科技的产品如纳米碳酸钙就诞生在这样的背景之下。它在各个行业中的应用十分广泛，而且发挥着关键的作用，本文就这个问题给您详细阐述。 由于这种新型的工业材料具备许多良好的特性，在一些塑料制造业还有造纸、涂料等行业均有很大的用途，来具体看看纳米碳酸钙都有哪些作用。 （一）纳米碳酸钙应用技术最成熟的行业就是塑料工业。由于纳米碳酸钙具有独特的优良性质，它可以成为塑料的调节剂、补强剂和半补强剂。可以填充在聚苯乙烯、聚氯乙烯、醛、酚塑料等的聚合物中，提高塑料制品尺寸的稳定性、硬度和刚性。同时由于活性纳米碳酸钙具有亲油疏水性能，可以大幅度提高制品的韧性、刚性、弯曲强度以及光洁度，改善其耐热性、尺寸稳定性及其它加工性能，能部分取代其它昂贵的填充料及助剂。 （二）在造纸工业的应用 纳米碳酸钙对纸张的磨损更小，使纸制品能够更加均匀和平整；减少纸浆用量增加填料用量，降低生产成本；纳米碳酸钙的吸油性好，使彩色纸的颜料牢固

性得到提高；填充中性纸或纸板时，纳米碳酸钙能够提高它们的紧密度。目前，纳米碳酸钙主要用于薄页印刷纸、记录纸、高白度铜版纸、卷烟纸以及纸尿布、高档卫生巾等。 （三）在涂料工业的应用 在涂料工业中具有细腻、均匀、白度高、光学性能好等优点，添加在水性涂料中，可大大改善体系的补强性、透明性、触变性、流平性，明显提涂料的耐沾污性、耐洗刷性、附着力，且具有防沉降作用。在外墙涂料中应用纳米碳酸钙，因涂层有强烈的疏水性，可使其耐污染性、抗裂强度均得到提高。纳米碳酸钙可大量取代高价的钛白粉，同时减少其他助剂的用量，显著降低涂料的生产成本。 （四）在油墨工业的应用 纳米碳酸钙作为填料，可以使油墨的亮度和光泽度得到提高。在油墨印刷过程中还能表现出良好的吸墨性，有助于提高油墨的快干性能。纳米碳酸钙作为油墨的填料时，除具有一般油墨填料的作用外，还具有稳定性好、光泽度高、适应性强、不影响油墨的干燥特性等优点，而且价格便宜，可降低成本。纳米碳酸钙

年产10万吨纳米碳酸钙预可研001

年产10万吨纳米碳酸钙及20万吨功能性碳酸钙项目 预可研报告 省碳酸钙 冠华矿业有限责任公司 二 0一一年十一月

目录 第一章项目概述 (1) 一、基本情况 (1) 二、项目概况 (1) 第二章承办单位的基本情况 (1) 第三章、原辅材料供应 (3) 一、石灰石 (3) 二、二氧化碳 (3) 三、电力 (3) 四、供水 (3) 第四章、产品销售及市场分析 (3) 第五章生产工艺和设备研究 (6) 一、技术来源 (6) 二、生产方法 (6) 三、生产工艺简述 (7) 四、技术路线 (8) 第六章产品特点及产品性能 (9) 第七章环境保护 (10) 一、石灰窑 (10) 二、固体渣 (10) 三、废水 (11) 四、粉尘 (11)

第八章工厂组织及劳动定员 (11) 第九章投资估算 (12) 第十章建设年限 (13) 十一章经济效益分析 (13) 一、测算说明 (13) 二、效益分析 (14) 十二章结论 (14)

第一章项目概述 一、基本情况 项目名称：年产10万吨纳米碳酸钙及20万吨功能性碳酸钙项目项目负责人：鲍恩伟 项目建设单位：省碳酸钙 冠华矿业有限责任公司 建设地点：县天门镇（原料采区）、西联乡(加工区) 二、项目概况 碳酸钙已被科技部、财政部、国家税务总局列入2002年出台的《中国高新技术产品目录》大类新材料，行业类别：无机非金属材料。广泛应用于塑料、橡胶、电线电缆、化学建材、造纸、日用化工、油墨油漆、医药、牙膏、黏合剂、密封材料等行业的二十多个工业部门。 通过深入的市场调查研究，充分利用冠华矿业有限责任公司的矿产和土地资源，发挥碳酸钙现有的技术人才和品牌优势，对非金属产业进行整体升级，拟建设年产10万吨纳米碳酸钙及20万吨功能性碳酸钙项目。 第二章承办单位的基本情况 碳酸钙经过近二十年的发展，已形成年产15万吨级规模的全国行业龙头企业，位列全国行业第二强，是全国规模最大、品种齐全的碳酸钙专业生产企业。公司注册资本2080万元，员工300余人。公司拥有自营进出口权，并通过ISO9001：2000质量体系认证。“武南”

纳米碳酸钙的用途

纳米碳酸钙简单来讲就是一种新型超细固体粉末材料，由于具有色白质纯、易于着色、化学性质稳定、成本低廉、粒径以及粒子形状可以控制等优势，现应用广泛，那么，具体有哪些用途呢? 1、在橡胶工业的应用 碳酸钙在橡胶工业中使用得早，是用量的填充剂之一。也是纳米碳酸钙的主要应用市场之一，可应用于轮胎、胶管、胶带以及密封圈、汽车配件等橡胶制品中。 2、在塑料工业的应用 目前纳米碳酸钙应用技术较成熟的行业就是塑料工业，塑料工业对碳酸钙的需求量非常大。由于纳米碳酸钙具有独特的优良性质，它可以成为塑料的调节剂、补强剂和半补强剂。同时由于活性纳米碳酸钙具有亲油疏水性能，可以大幅度提高制品的韧性、刚性、弯曲强度以及光洁度，改善其耐热性、尺寸稳定性及其它加工性能，能部分取代其它昂贵的填充料及助剂，从而降低产品生产成本，提高市场竞争力。 3、在造纸工业的应用

造纸工业是国内碳酸钙较具开发潜力的应用领域。现可用于涂布加工纸的原料，特别是用于高级铜板纸。由于它分散性能好，黏度低，可代替部分陶土，能有效地提高纸的白度和不透明度，改进纸的平滑度、柔软度，改善油墨的吸收性能，提高保留率；纳米级碳酸钙用在高档卫生用纸中，可以增加产品的韧性、吸水性和白度，使用更加安全、卫生。 4、在涂料工业的应用 可作为颜料填充剂，具有细腻、均匀、白度高、光学性能好等优点。在制漆中，能使配方中密度较大的立德粉悬浮，起防沉降作用。制漆后，漆膜白度增加，光泽度高，而遮盖力却不降低，这一性能使其在涂料工业被大量推广应用。 5、在油墨工业的应用 纳米碳酸钙作为树脂性油墨中的填料，除起到一般油墨填料的作用外，与传统油墨填料相比，还具有稳定性好，光泽度高，不影响印刷油墨的干燥性能，适应性强等优点，可替代价格较高的胶质钙，以提高油墨的光泽度和亮度。用于高档油墨，可以提高油墨的附着力，减小油墨对机械的磨损，适于高速印刷。

碳酸钙的用途

碳酸钙 百科名片 碳酸钙图片 碳酸钙是一种无机化合物，是石灰岩石（简称石灰石）和方解石的主要成分. 目录[隐藏] 【物理化学性质】 【碳酸钙的分类】 【泄漏应急处理】 【健康危害】 【用途】 【制法及工艺流程】 【中文名】碳酸钙 【英文名】Calcium carbonate 【别名】Carbonic acid calcium salt; Limestone; Marble 111 【俗名】石灰石、方解石、大理石、白垩、文石、钟乳石、霰石、汉白玉[1]【产品名称】碳酸钙 【分子式】CaCO? 【分子量】100.09 【熔点】825°C 【主要成份】CaO占56.03%,CO?占43.97% 【CAS 登录号】471-34-1 【EINECS 登录号】207-439-9 【结构式】如下图

[编辑本段] 【物理化学性质】 【密度】 2.93g∕cm3 【硬度】莫氏硬度3 【分解温度】898°C 【熔点】当压力为10.4MPaJF ，熔点为1339°C 【水溶性】几乎不溶于水在含有铵盐或三氧化二铁的水中溶解，不溶于醇。 【介电常数】7.5-8.8[2] 【安全数据】危险品标志Xi 危险类别码R36/38 【安全说明】S26;S37/39 【状态】白色晶体或粉末。无味。露置空气中无反应，不溶于醇。 【性质】遇稀醋酸、稀盐酸、稀硝酸发生泡沸，并溶解。在101.325千帕下加热到900℃时分解为氧化钙和二氧化碳。 [编辑本段] 【碳酸钙的分类】 1、按生产方法分类 根据碳酸钙生产方法的不同，可以将碳酸钙分为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、胶体碳酸钙和晶体碳酸钙。 重质碳酸钙(俗称，重钙，单飞粉、双飞粉、三飞粉、四飞粉) calcium carbonate ,heavy 分子式CaCO?分子量100.09 简称重钙，是用机械方法（用雷蒙磨或其它高压磨）直接粉碎天然的方解石、石灰石、白垩、贝壳等就可以制得。由于重质碳酸钙的沉降体积比轻质碳酸钙的沉降体积小，所以称之为重质碳酸钙。 性质：白色粉末。无臭、无味。露置空气中无变化，比重2.710。熔点1339&or dm;C。几乎不溶于水在含有铵盐或三氧化二铁的水中溶解，不溶于醇。遇稀醋酸、稀盐酸、稀硝酸发生泡沸，并溶解。加热分解为氧化钙(CaO)和二氧化碳(CO?)。