專利名稱：：一種復合碳酸鈣及其制備方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種碳酸鈣及其制備方法。技術背景造紙中加入填料可以提高紙張的不透明度和亮度，改進紙張的平滑度和均勻狀態(tài)，增加紙張的柔軟性，降低紙張的吸濕性和變形程度，同時還有利于降低生產(chǎn)成本。鈦白粉有高的折光率和散射系數(shù)，是很好的造紙?zhí)盍?，但由于其價格昂貴，一般只用于高檔薄頁印刷紙，以提高紙張的不透明度。而碳酸鈣由于其價格低廉，且同樣能提高紙張的不透明度、增加紙張的吸油墨性能，作為造紙?zhí)盍暇哂幸欢ǖ某杀緝?yōu)勢。隨著酸性造紙向中性造紙轉變，碳酸鈣日益成為中國造紙工業(yè)提高紙張質量、降低造紙成本的重要原材料。重鈣與輕鈣在紙張中的應用效果有較大的差別輕鈣與重鈣所抄紙樣白度相差不大，兩者的白度均較高；但在不透明度方面，輕鈣所抄紙樣的不透明度較高，加入輕鈣后可以提高紙頁的不透明度。用輕鈣所抄紙樣其松厚度明顯高于重鈣；輕鈣的平均粒徑較重鈣小，相應地具有更大的比表面積，對AKD施膠劑的吸附作用比重鈣強，因而AKD施膠劑的用量比重鈣大。在相同填料用量時，輕鈣比重鈣的灰分高，主要是由于重鈣的粒徑小，在紙頁脫水成形時，纖維對細小顆粒截留差；而輕鈣的粒徑雖然也很小，但輕鈣容易團聚成較大的顆粒，對紙張纖維有很好的架橋作用，故在灰分保留方面輕鈣優(yōu)于重鈣；此外，重質碳酸鈣粒徑小、且大多呈立方體狀結構，相對輕質碳酸鈣來說，對網(wǎng)的磨損要比輕質碳酸鈣嚴重。但重質碳酸鈣的pH值的穩(wěn)定性比輕質碳酸鈣高；重質碳酸鈣價格便宜，加工過程中能源消耗低，而輕質碳酸鈣價格高，加工過程中能源消耗大，生產(chǎn)過程中消耗大量的無煙煤。所以重質碳酸鈣與輕質碳酸鈣在造紙中的應用各有優(yōu)缺點，如何將二者的優(yōu)點結合在一起是解決問題的關鍵。中國專利CN1217007涂覆沉淀碳酸鈣的顏料粉粒及其制備方法，介紹了將高嶺土、天然碳酸鈣或二氧化鈦用水制成漿料，然后漿料的pH值調到6—11，向漿料中加入顆粒粒徑為30—100nm的輕質碳酸鈣漿料，使輕質碳酸鈣顆粒通過吸附涂覆在高嶺土、天然碳酸鈣或二氧化鈦表面，得到涂覆沉淀碳酸鈣顏料，可以用于造紙?zhí)盍霞霸旒堫伭?。中國專利CN1335874經(jīng)處理的新型紙張?zhí)盍匣蝾伭匣虻V物質、特別是含有天然碳酸鈣的顏料、其制造方法及其組合物與應用，介紹了將大理石、方解石、白堊或含有白云石的碳酸鹽制備成水懸浮液，向水懸浮液中加入硫酸、鹽酸、磷酸或草酸，然后向水懸浮液中通入二氧化碳，得到含有天然碳酸鈣的顏料，這種顏料能夠降低表面積恒定的紙張重量。但是，上述的技術所存在的一個缺陷是所生成的輕鈣不能與重鈣很好地結合，輕鈣與重鈣結合率不高，大多數(shù)輕鈣游離在重鈣顆粒間，所以其應用效果與輕轉和重l丐混合使用有差別，但差別不大。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種復合碳酸鈣及其制備方法，以克服現(xiàn)有技術存在的上述缺陷。本發(fā)明的方法包括如下步驟(1)將100600目重質碳酸鈣粉與水攪拌混合，配成重質碳酸鈣的含量為3575%的重質碳酸鈣漿料，然后采用濕式超細剝片機對重質碳酸鈣進行超細磨，制得重質碳酸鈣漿料，其中，顆粒小于2jum的重質碳酸鈣的重量含量為2060%;所說的濕式超細剝片機為本領域通用的設備，如雙葉精細化工機械有限公司公司生產(chǎn)的牌號為BP系列的濕式超細剝片機；然后向漿料中加入對當于重質碳酸鈣干粉重量0.22.0%的酸溶液，攪拌0.51.0小時，過濾脫水制成濾餅，然后將水加入濾餅，制成重量濃度為2540%的漿料，向漿料中加入對當于重質碳酸鈣干粉重量0.12.0%的銨鹽溶液，再攪拌0.51.0小時，得到活化的重鈣漿料；(2)往活化后的重鈣漿料中加入氫氧化鈣漿料，再往重鈣漿料中通體積濃度為10100%二氧化碳氣體，碳化至pH值為6—7時，碳化結束，得到重鈣和輕鈣復合的碳酸鈣漿料。碳化溫度對結果沒有影響，例如可以在常溫下進行碳化。所述的酸溶液選自鹽酸、硝酸或醋酸中的一種或兩種以上，酸溶液的重量濃度為10—30%;所述的銨鹽溶液選自氯化銨、硝酸銨、碳酸銨或碳酸氫銨中的一種或兩種以上，銨鹽溶液的重量濃度為5--20%;所述的氫氧化鈣漿料，其加入量為活化重鈣重量的10—80°/。，加入量均以干基為準，所說的干基指的是絕干重量，氫氧化鈣漿料濃度為540%。上述方法制備的復合的碳酸鈣漿料，可以直接用作造紙?zhí)盍希部蛇M一步脫水制成濾餅，濾餅可以用作造紙?zhí)盍希灰部梢詫V餅干燥、粉碎制成復合的碳酸鈣粉末，用作造紙?zhí)盍?。本發(fā)明向重質碳酸鈣漿料中加入鹽酸、硝酸或醋酸，鹽酸、硝酸或醋酸與重質碳酸鈣顆粒表面進行反應，去掉重質碳酸鈣顆粒表面不活潑的最外層，使新鮮的活性高的里層表面顯露出來。然后向重質碳酸鈣漿料中加入氯化銨、硝酸銨、碳酸銨或碳酸氫銨溶液，氯化銨、硝酸銨、碳酸銨或碳酸氫銨溶液中的銨離子帶有正電荷，很容易吸附到帶負電荷的重質碳酸鈣顆粒表面，使重質碳酸鈣顆粒表面帶上部分的正電荷。然后向重質碳酸鈣漿料中加入氫氧化鈣漿料，再通含二氧化碳氣體，二氧化碳與氫氧化鈣反應生成細小的碳酸鈣顆粒，因細小的碳酸鈣顆粒帶負電荷，很容易吸附到重質碳酸鈣顆粒表面帶正電荷的部分上，從而以此為晶核不斷生長。所以本技術制備的復合碳酸鈣具有重質碳酸鈣和輕質碳酸鈣各自的優(yōu)點。具體實施方式實施例1將3.0噸200目重質碳酸鈣粉加入到5.0噸去離子水中，攪拌制成漿料，充分攪拌，使?jié){料獲得良好的流動性。然后用泵將漿料送入一臺300升剝片機，用剝片機對重質碳酸鈣進行研磨，制得重質碳酸鈣漿料，其中小于2^111含量40%。然后向制得重質碳酸鈣漿料中加入12kg重量濃度為10%的鹽酸溶液，攪拌1小時，用板框壓濾機對漿料進行過濾脫水，制成重質碳酸鈣濾餅，然后將濾餅加入5.0噸去離子水攪拌制成漿料，向漿料中加入10kg重量濃度為10%的氯化銨溶液，再攪拌0.5小時，得到活化的重鈣漿料。往活化后的重鈣漿料中加入5噸重量濃度10%的氫氧化鈣漿料，再往重鈣漿料中通入體積25。/。二氧化碳混合氣體，碳化至pH值為6.8時，碳化結束，得到濃度為20%復合碳酸鈣漿料17.2噸。實施例2將3.0噸200目重質碳酸鈣粉加入到3.0噸去離子水中，攪拌制成漿料，充分攪拌，使?jié){料獲得良好的流動性。然后用泵將漿料送入一臺300升剝片機，用剝片機對重質碳酸鈣進行研磨，制得重質碳酸鈣漿料，其中小于2pm含量30%。然后向制得重質碳酸鈣漿料中加入35kg重量濃度為30%的硝酸溶液，攪拌40分鐘，用板框壓濾機對漿料進行過濾脫水，制成重質碳酸鈣濾餅，然后將濾餅加入3.0噸去離子水攪拌制成槳料，向漿料中加入24kg重量濃度為5。/。的碳酸銨溶液，再攪拌1小時，得到活化的重鈣漿料。往活化后的重鈣衆(zhòng)料中加入IO噸重量濃度12%的氫氧化鈣漿料，再往重鈣漿料中通入體積濃度27%二氧化碳混合氣體，碳化至pH值為6.5時，碳化結束，得到濃度為24%復合碳酸鈣漿料19.1噸。實施例3將3.0噸500目重質碳酸鈣粉加入到2.0噸去離子水中，攪拌制成漿料，充分攪拌，使?jié){料獲得良好的流動性。然后用泵將漿料送入一臺300升剝片機，用剝片機對重質碳酸鈣進行研磨，制得重質碳酸鈣漿料，其中小于2pm含量20%。然后向制得重質碳酸鈣漿料中加入28kg重量濃度為20%的醋酸溶液，攪拌40分鐘，用板框壓濾機對漿料進行過濾脫水，制成重質碳酸鈣濾餅，然后將濾餅加入1.5噸去離子水攪拌制成槳料，向漿料中加入20kg重量濃度為10%的硝酸銨溶液，再攪拌45分鐘，得到活化的重鈣漿料。往活化后的重鈣漿料中加入8噸重量濃度22%的氫氧化鈣漿料，再往重鈣漿料中通入體積濃度31%二氧化碳混合氣體，碳化至pH值為7.5時，碳化結束，得到濃度為32%復合碳酸鈣槳料14.4噸，將復合碳酸鈣漿料用板框壓濾機過濾脫水，得到含量為56%的復合碳酸鈣濾餅8.2噸。實施例4將3.0噸100目重質碳酸鈣粉加入到1.5噸去離子水中，攪拌制成衆(zhòng)料，充分攪拌，使?jié){料獲得良好的流動性。然后用泵將漿料送入一臺300升剝片機，用剝片機對重質碳酸鈣進行研磨，制得重質碳酸鈣漿料，其中小于2jam含量60%。然后向制得重質碳酸鈣漿料中加入15kg重量濃度為320%的醋酸溶液，攪拌35分鐘，用板框壓濾機對漿料進行過濾脫水，制成重質碳酸鈣濾餅，然后將濾餅加入3.5噸去離子水攪拌制成漿料，向漿料中加入42kg重量濃度為18%的碳酸氫銨溶液，再攪拌55分鐘，得到活化的重鈣漿料。往活化后的重鈣漿料中加入15噸重量濃度15%的氫氧化鈣槳料，再往重鈣漿料中通入體積濃度95。/。二氧化碳氣體，碳化至pH值為7.1時，碳化結束，得到濃度為22%復合碳酸鈣漿料22.8噸，將復合碳酸鈣漿料用板框壓濾機過濾脫水，得到含量為58°/。的復合碳酸鈣濾餅8.7噸。實施例5將3.0噸300目重質碳酸轉粉加入到2.5噸去離子水中，攪拌制成漿料，充分攪拌，使?jié){料獲得良好的流動性。然后用泵將漿料送入一臺300升剝片機，用剝片機對重質碳酸鈣進行研磨，制得重質碳酸鈣漿料，其中小于2jtim含量50%。然后向制得重質碳酸鈣漿料中加入70kg重量濃度為18%的醋酸溶液，攪拌40分鐘，用板框壓濾機對漿料進行過濾脫水，制成重質碳酸鈣濾餅，然后將濾餅加入2.5噸去離子水攪拌制成漿料，向漿料中加入80kg重量濃度為19%的氯化銨溶液，再攪拌50分鐘，得到活化的重鈣漿料。往活化后的重鈣漿料中加入18噸重量濃度16%的氫氧化鈣漿料，再往重鈣漿料中通入體積濃度28%二氧化碳混合氣體，碳化至pH值為7.5時，碳化結束，得到濃度為22%復合碳酸鈣漿料25.7噸。實施例6用1880長網(wǎng)多缸文化紙機，以復合碳酸鈣代替普通重鈣和普通輕鈣用于雙膠紙生產(chǎn)，考察對造紙抄造過程的影響，白水濃度、網(wǎng)下白水濃度、首程保留率、松厚度、不透明度的變化。實驗條件紙機類型，1880長網(wǎng)多缸文化紙機；生產(chǎn)紙種，70g/r^雙膠紙；填料，復合碳酸鈣；普通重鈣；普通輕鈣；結果見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>通過以上對比試驗可以看出在定量相同的情況下，本發(fā)明所得產(chǎn)品與普通重鈣相比，首程留著率、填料保留率、松厚度、不透明度明顯增加；而白水濃度、網(wǎng)下白水濃度明顯降低。在定量相同的情況下，本發(fā)明所得產(chǎn)品與普通輕鈣相比，松厚度基本相同；不透明度、首程留著率、填料保留率有一定的提高，白水濃度、網(wǎng)下白水也有一定的降低。所以本發(fā)明所得產(chǎn)品克服了輕鈣和重鈣缺點，兼有輕f丐和重躬的優(yōu)點。權利要求1.一種復合碳酸鈣的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將重質碳酸鈣粉與水攪拌混合，配成重質碳酸鈣的重量含量為35～75％的重質碳酸鈣漿料，然后采用濕式超細剝片機對重質碳酸鈣進行超細磨，制得重質碳酸鈣漿料；然后向漿料中加入相當于重質碳酸鈣干粉重量0.2～2.0％的酸溶液，攪拌0.5～1.0小時，過濾脫水制成濾餅，然后將水加入濾餅制成漿料，向漿料中加入相當于重質碳酸鈣干粉重量0.1～2.0％的銨鹽溶液，再攪拌0.5～1.0小時，得到活化的重鈣漿料；(2)往活化后的重鈣漿料中加入氫氧化鈣漿料，再往重鈣漿料中通體積濃度為10～100％二氧化碳氣體，碳化至pH值為6-7時，碳化結束，得到重鈣和輕鈣復合的碳酸鈣漿料。2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，重質碳酸鈣粉的粒度為100600目。3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)制得重質碳酸鈣槳料，其中，顆粒小于2^101的重質碳酸鈣的重量含量為2060%。4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的酸溶液選自鹽酸、硝酸或醋酸中的一種或兩種以上；所述的銨鹽溶液選自氯化銨、硝酸銨、碳酸銨或碳酸氫銨中的一種或兩種以上；所述的氫氧化鈣漿料，其加入量為活化重鈣重量的10—80%，加入量均以干基為準。5.根據(jù)權利要求14任一項所述的方法制備的復合碳酸鈣。6.根據(jù)權利要求5所述的復合碳酸鈣的應用，其特征在于，用作造紙?zhí)盍?。全文摘要本發(fā)明提供了一種復合碳酸鈣及其制備方法，包括如下步驟(1)將重質碳酸鈣粉與水攪拌混合，配成重質碳酸鈣的含量為35～75％的重質碳酸鈣漿料，然后采用濕式超細剝片機對重質碳酸鈣進行超細磨，制得重質碳酸鈣漿料；然后向漿料中加入對當于重質碳酸鈣干粉重量0.2～2.0％的酸溶液，攪拌0.5～1.0小時，過濾脫水制成濾餅，加水制成漿料，向漿料中加入銨鹽溶液，攪拌，得到活化的重鈣漿料；(2)往活化后的重鈣漿料中加入氫氧化鈣漿料，再往重鈣漿料中通二氧化碳氣體，碳化至pH值為6-7時，得到重鈣和輕鈣復合的碳酸鈣漿料。本發(fā)明制備的復合碳酸鈣具有重質碳酸鈣和輕質碳酸鈣各自的優(yōu)點。文檔編號B28C1/04GK101209569SQ20071017284公開日2008年7月2日申請日期2007年12月24日優(yōu)先權日2007年12月24日發(fā)明者施曉旦,王彥華申請人:上海東升新材料有限公司