專利名稱：一種碳酸鈣的提純方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種碳酸鈣的提純方法。
背景技術(shù)：
目前，電子電器和通訊設(shè)備系統(tǒng)制造商對(duì)各種電子元器件的可靠性提出了越來(lái)越嚴(yán)格的要求。高純超細(xì)電子級(jí)易分散的原材料成為制作超細(xì)、超薄、高性能的電子陶瓷元器件的關(guān)鍵和核心。碳酸鈣作為電子陶瓷元件主材料，由于各方面的原因，市場(chǎng)提供的碳酸鈣一方面粒度大，團(tuán)聚嚴(yán)重，中心粒徑(D50)大，分散性不好，另一方面市場(chǎng)提供的碳酸鈣純度偏低，僅為99 %左右，滿足不了電子行業(yè)嚴(yán)格的要求
發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有碳酸鈣純度不高，粒徑大，團(tuán)聚嚴(yán)重和不利于分散等問(wèn)題。本發(fā)明提出一種碳酸鈣的提純方法，該提純方法制備出來(lái)的碳酸鈣具有粒度分布窄，結(jié)晶度高，易分散等優(yōu)點(diǎn)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種碳酸鈣的提純方法，其特征在于包括如下步驟步驟一.將含有碳酸鈣的原材料用含有氯元素的酸性溶液溶解，去除原材料中的鋇、鎂和鐵雜質(zhì)，得到氯化鈣清液；步驟二 將步驟一中的氯化鈣清液濃度配制成2. 0±0. 2mol/L，按鈣離子與氫氧根離子的摩爾比為0.9 2-1.4 2加入氫氧化鈉溶液，制成氫氧化鈣溶液，此時(shí)氫氧化鈣固液態(tài)共存；步驟三.將步驟二中所得固液態(tài)共存的氫氧化鈣在第一溫度42± I. (TC下恒溫溶解，鼓入勻速流量為40-80Kg/h的二氧化碳并保持第一恒定溫度下進(jìn)行合成反應(yīng)，檢測(cè)反應(yīng)溶液的的PH值為6-6. 5時(shí)，即得所需要的碳酸鈣漿料，該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式如下所示CaCl2+2Na0H = Ca (OH) 2+2NaClCa (OH) 2+C02 = CaCO3 I +H2O步驟四.將步驟三所得碳酸鈣漿料經(jīng)過(guò)壓濾得到碳酸鈣濾餅，將所述碳酸鈣濾餅放入烘箱，在第二溫度180±8°C下恒溫烘干，取出進(jìn)行粉碎，過(guò)30-100目篩網(wǎng)，即得到所需要的碳酸鈣。優(yōu)選地，所述含有碳酸鈣的原材料為雙飛粉、石灰石粉或大理石粉，所述含有氯元素的酸性溶液為工業(yè)鹽酸。優(yōu)選地，所述去除原材料中的鋇、鎂和鐵雜質(zhì)，其具體工藝步驟為A.去除原材料中的鋇雜質(zhì)將所述含有碳酸鈣的原材料用所述含有氯元素的酸性溶液溶解，加入硫酸去除鋇雜質(zhì)；B.去除原材料中的鎂和鐵雜質(zhì)在除去鋇雜質(zhì)的溶液中加入第一氧化劑，加熱至溫度90°C -IOO0C，恒溫15-60分鐘，隨后加入第一堿性溶液調(diào)節(jié)pH值為9_11時(shí)，除去鎂和部分鐵雜質(zhì)，壓濾去掉渣得到氯化鈣溶液；C.將所述步驟B中的氯化鈣溶液加入硫酸，再次除鋇雜質(zhì)，加入第二氧化劑，加熱至溫度90°C _100°C，恒溫15-60分鐘，隨后加入第二堿性溶液調(diào)節(jié)pH值為6-8時(shí)，完全去除鐵雜質(zhì)，得到氯化鈣清液。進(jìn)一步的,所述第一氧化劑和第二氧化劑均為雙氧水,所述第一堿性溶液和第二堿性溶液均為氫氧化鈉溶液。優(yōu)選地，所述鈣離子與氫氧根離子的摩爾比為I. I :2，所述第一溫度為42±0. 5°C，所述鼓入的二氧化碳為食品級(jí)二氧化碳，所述第二溫度為180±5°C。本發(fā)明的有益效果是I、該發(fā)明方便生產(chǎn)加工，可進(jìn)行工業(yè)化，產(chǎn)業(yè)化，連續(xù)生產(chǎn)出大批量的碳酸鈣。 2、該發(fā)明生產(chǎn)的碳酸鈣純度達(dá)99. 8%以上，中心粒徑(D50)小于0. 5微米，比表面積4-20m2/g可調(diào)，純度達(dá)99. 8 %即為高純，粒徑為5微米以下即為超細(xì)，即該發(fā)明生產(chǎn)出的碳酸鈣為高純超細(xì)的碳酸鈣，可滿足現(xiàn)代電子行業(yè)的要求。3、該發(fā)明生產(chǎn)的碳酸鈣粒徑分布窄，結(jié)晶度高，易分散。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例I中制備的碳酸鈣工藝流程圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例I中制備的碳酸鈣激光粒度儀檢測(cè)圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例I中制備的碳酸鈣掃描電鏡檢測(cè)圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述的實(shí)例是對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明而不能限制本發(fā)明，在與本發(fā)明相當(dāng)?shù)暮x和范圍內(nèi)的任何改變和調(diào)整，都應(yīng)認(rèn)為是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例I 一種碳酸鈣的提純方法，包括以下步驟步驟一.將含有碳酸鈣重量配比為90% -95%的雙飛粉用工業(yè)鹽酸溶解，去除原材料中的鋇、鎂和鐵雜質(zhì)，得到氯化鈣清液；所述含有氯元素的酸性溶液可以為工業(yè)鹽酸或次氯酸，優(yōu)選工業(yè)鹽酸。所述去除原材料中的鋇、鎂和鐵雜質(zhì)，其具體工藝步驟為A.去除原材料中的鋇雜質(zhì)將所述含有碳酸鈣重量配比為90% -95%的雙飛粉用工業(yè)鹽酸溶解，加入重量配比為3-10%的硫酸去除鋇雜質(zhì)；B.去除原材料中的鎂和鐵雜質(zhì)在除去鋇雜質(zhì)的溶液中加入重量配比為3-10%的雙氧水，加熱至溫度90°C _100°C，恒溫15-60分鐘，隨后加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值為9_11時(shí)，除去鎂和部分鐵雜質(zhì)，壓濾去掉渣得到氯化鈣溶液；C.將所述步驟B中的氯化鈣溶液加入重量配比為2-5%的硫酸，再次除鋇雜質(zhì)，力口入重量配比為2-5%的雙氧水，加熱至溫度90°C _100°C，恒溫15-60分鐘，隨后加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH值為6-8時(shí)，完全去除鐵雜質(zhì)，通過(guò)夾套或盤(pán)管用冷卻水冷卻至室溫得到氯化鈣清液。
所述第一氧化劑和所述第二氧化劑可以為雙氧水、過(guò)氧化鉀或過(guò)氧化鈉，優(yōu)選雙氧水，所述第一堿性溶液和所述第二堿性溶液可以為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液，優(yōu)選氫氧化鈉溶液。步驟二 .將步驟一中的氯化鈣清液濃度配制成2. 0±0. 2mol/L,按鈣離子與氫氧根離子的摩爾比為I. I 2加入氫氧化鈉溶液，制成氫氧化鈣溶液，此時(shí)氫氧化鈣固液態(tài)共存；所述步驟二中氫氧化鈉溶液的配制把鐵雜質(zhì)含量小于5ppm的氫氧化鈉固體、高純?nèi)ルx子水加入第I不銹鋼攪拌罐溶解，控制檢測(cè)氫氧化鈉溶液濃度為4. 0-6. Omol/L,降至40°C以下備用；在持續(xù)攪拌的條件下，將定量氯化鈣清液、定量去離子水配進(jìn)第2不銹鋼攪拌罐中，控制氯化鈣濃度為2. 0±0. 2mol/L,隨后將所述配制的氫氧化鈉溶液加入到第2不銹鋼攪拌罐中，制得固液態(tài)共存的氫氧化鈣溶液。 步驟三.將步驟二中所得固液態(tài)共存的氫氧化鈣在第一溫度42±0. 5°C下恒溫溶解，鼓入勻速流量為40-80Kg/h的食品級(jí)二氧化碳并保持第一恒定溫度下進(jìn)行合成反應(yīng)，檢測(cè)反應(yīng)溶液的的PH值為6-6. 5時(shí)，即得所需要的碳酸鈣漿料，該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式如下所示CaCl2+2Na0H = Ca (OH) 2+2NaClCa (OH) 2+C02 = CaCO3 I +H2O步驟四.將步驟三所得碳酸鈣漿料經(jīng)過(guò)壓濾得到碳酸鈣濾餅，將所述碳酸鈣濾餅放入烘箱，在第二溫度180±5°C下恒溫烘干，取出進(jìn)行粉碎，過(guò)30-100目篩網(wǎng)，即得到所需要的碳酸鈣。實(shí)施例2 —種碳酸鈣的提純方法，包括以下步驟步驟一.將含有碳酸鈣重量配比為90% -95%的石灰石粉用工業(yè)鹽酸溶解，去除原材料中的鋇、鎂和鐵雜質(zhì)，得到氯化鈣清液；所述含有氯元素的酸性溶液可以為工業(yè)鹽酸或次氯酸，優(yōu)選工業(yè)鹽酸。所述去除原材料中的鋇、鎂和鐵雜質(zhì)，其具體工藝步驟為A.去除原材料中的鋇雜質(zhì)將所述含有碳酸鈣重量配比為90% -95%的雙飛粉用工業(yè)鹽酸溶解，加入重量配比為3-10%的硫酸去除鋇雜質(zhì)；B.去除原材料中的鎂和鐵雜質(zhì)在除去鋇雜質(zhì)的溶液中加入重量配比為3-10%的雙氧水，加熱至溫度90°C _100°C，恒溫15-60分鐘，隨后加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值為9_11時(shí)，除去鎂和部分鐵雜質(zhì)，壓濾去掉渣得到氯化鈣溶液；C.將所述步驟B中的氯化鈣溶液加入重量配比為2-5%的硫酸，再次除鋇雜質(zhì)，力口入重量配比為2-5%的雙氧水，加熱至溫度90°C _100°C，恒溫15-60分鐘，隨后加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH值為6-8時(shí)，完全去除鐵雜質(zhì)，通過(guò)夾套或盤(pán)管用冷卻水冷卻至室溫得到氯化鈣清液。所述第一氧化劑和所述第二氧化劑可以為雙氧水、過(guò)氧化鉀或過(guò)氧化鈉，優(yōu)選雙氧水，所述第一堿性溶液和所述第二堿性溶液可以為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液，優(yōu)選氫氧化鈉溶液。步驟二 .將步驟一中的氯化鈣清液濃度配制成2. 0±0. 2mol/L,按鈣離子與氫氧根離子的摩爾比為I. I 2加入氫氧化鈉溶液，制成氫氧化鈣溶液，此時(shí)氫氧化鈣固液態(tài)共存；所述步驟二中氫氧化鈉溶液的配制把鐵雜質(zhì)含量小于5ppm的氫氧化鈉固體、高純?nèi)ルx子水加入第I不銹鋼攪拌罐溶解，控制檢測(cè)氫氧化鈉溶液濃度為4. 0-6. Omol/L,降至40°C以下備用；在持續(xù)攪拌的條件下，將定量氯化鈣清液、定量去離子水配進(jìn)第2不銹鋼攪拌罐中，控制氯化鈣濃度為2. 0±0. 2mol/L,隨后將所述配制的氫氧化鈉溶液加入到第二不銹鋼攪拌罐中，制得固液態(tài)共存的氫氧化鈣溶液。
步驟三.將步驟二中所得固液態(tài)共存的氫氧化鈣在第一溫度42±0. 5°C下恒溫溶解，鼓入勻速流量為40-80Kg/h的食品級(jí)二氧化碳并保持第一恒定溫度下進(jìn)行合成反應(yīng)，檢測(cè)反應(yīng)溶液的的PH值為6-6. 5時(shí)，即得所需要的碳酸鈣漿料，該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式如下所示CaCl2+2Na0H = Ca (OH) 2+2NaClCa (OH) 2+C02 = CaCO3 I +H2O步驟四.將步驟三所得碳酸鈣漿料經(jīng)過(guò)壓濾得到碳酸鈣濾餅，將所述碳酸鈣濾餅放入烘箱，在第二溫度180±5°C下恒溫烘干，取出進(jìn)行粉碎，過(guò)30-100目篩網(wǎng)，即得到所需要的碳酸鈣。實(shí)施例3 —種碳酸鈣的提純方法，包括以下步驟步驟一.將含有碳酸鈣重量配比為90% -95%的大理石粉用工業(yè)鹽酸溶解，去除原材料中的鋇、鎂和鐵雜質(zhì)，得到氯化鈣清液；所述含有氯元素的酸性溶液可以為工業(yè)鹽酸或次氯酸，優(yōu)選工業(yè)鹽酸。所述去除原材料中的鋇、鎂和鐵雜質(zhì)，其具體工藝步驟為A.去除原材料中的鋇雜質(zhì)將所述含有碳酸鈣重量配比為90% -95%的雙飛粉用工業(yè)鹽酸溶解，加入重量配比為3-10%的硫酸去除鋇雜質(zhì)；B.去除原材料中的鎂和鐵雜質(zhì)在除去鋇雜質(zhì)的溶液中加入重量配比為3-10%的雙氧水，加熱至溫度90°C _100°C，恒溫15-60分鐘，隨后加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值為9_11時(shí)，除去鎂和部分鐵雜質(zhì)，壓濾去掉渣得到氯化鈣溶液；C.將所述步驟B中的氯化鈣溶液加入重量配比為2-5%的硫酸，再次除鋇雜質(zhì)，力口入重量配比為2-5%的雙氧水，加熱至溫度90°C _100°C，恒溫15-60分鐘，隨后加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)PH值為6-8時(shí)，完全去除鐵雜質(zhì)，通過(guò)夾套或盤(pán)管用冷卻水冷卻至室溫得到氯化鈣清液。所述第一氧化劑和所述第二氧化劑可以為雙氧水、過(guò)氧化鉀或過(guò)氧化鈉，優(yōu)選雙氧水，所述第一堿性溶液和所述第二堿性溶液可以為氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液，優(yōu)選氫氧化鈉溶液。步驟二 將步驟一中的氯化鈣清液濃度配制成2. 0±0. 2mol/L，按鈣離子與氫氧根離子的摩爾比為I. I 2加入氫氧化鈉溶液，制成氫氧化鈣溶液，此時(shí)氫氧化鈣固液態(tài)共存；所述步驟二中氫氧化鈉溶液的配制把鐵雜質(zhì)含量小于5ppm的氫氧化鈉固體、高純?nèi)ルx子水加入第I不銹鋼攪拌罐溶解，控制檢測(cè)氫氧化鈉溶液濃度為4. 0-6. Omol/L,降至40°C以下備用；在持續(xù)攪拌的條件下，將定量氯化鈣清液、定量去離子水配進(jìn)第2不銹鋼攪拌罐中，控制氯化鈣濃度為2. 0±0. 2mo l/L,隨后將所述配制的氫氧化鈉溶液加入到第二不銹鋼攪拌罐中，制得固液態(tài)共存的氫氧化鈣溶液。步驟三.將步驟二中所得固液態(tài)共存的氫氧化鈣在第一溫度42±0. 5°C下恒溫溶解，鼓入勻速流量為40-80Kg/h的食品級(jí)二氧化碳并保持第一恒定溫度下進(jìn)行合成反應(yīng)，檢測(cè)反應(yīng)溶液的的PH值為6-6. 5時(shí)，即得所需要的碳酸鈣漿料，該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式如下所示CaCl2+2Na0H = Ca (OH) 2+2NaClCa (OH) 2+C02 = CaCO3 I +H2O步驟四.將步驟三所得碳酸鈣漿料經(jīng)過(guò)壓濾得到碳酸鈣濾餅，將所述碳酸鈣濾餅放入烘箱，在第二溫度180±5°C下恒溫烘干，取出進(jìn)行粉碎，過(guò)30-100目篩網(wǎng)，即得到所需要的碳酸鈣。圖2為本發(fā)明實(shí)施例中制備的碳酸鈣激光粒度儀檢測(cè)圖，從圖2中可以看出，從0. 040 u m到2000 u m進(jìn)行計(jì)算，體積100%,平均值0. 410 u m,標(biāo)準(zhǔn)偏差(S. D)0. 086 y m，中值0. 406 u m,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(C. V)21. 1%,粒度表詳見(jiàn)表I。表I
權(quán)利要求
1.一種碳酸鈣的提純方法，其特征在于包括如下步驟 步驟一.將含有碳酸鈣的原材料用含有氯元素的酸性溶液溶解，去除原材料中的鋇、鎂和鐵雜質(zhì)，得到氯化鈣清液； 步驟二 .將步驟一中的氯化鈣清液濃度配制成2. 0±0. 2mol/L，按鈣離子與氫氧根離子的摩爾比為0.9 2-1.4 2加入氫氧化鈉溶液，制成氫氧化鈣溶液，此時(shí)氫氧化鈣固液態(tài)共存； 步驟三.將步驟二中所得固液態(tài)共存的氫氧化鈣在第一溫度42±1. (TC下恒溫溶解，鼓入勻速流量為40-80Kg/h的二氧化碳并保持第一溫度下進(jìn)行合成反應(yīng)，檢測(cè)反應(yīng)溶液的的PH值為6-6. 5時(shí)，即得所需要的碳酸鈣漿料，該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式如下所示CaCl2+2NaOH = Ca (OH) 2+2NaCl Ca (OH) 2+C02 = CaCO3 丨 +H2O 步驟四.將步驟三所得碳酸鈣漿料經(jīng)過(guò)壓濾得到碳酸鈣濾餅，將所述碳酸鈣濾餅放入烘箱，在第二溫度180±8°C下恒溫烘干，取出進(jìn)行粉碎，過(guò)30-100目篩網(wǎng)，即得到所需要的碳酸鈣。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的碳酸鈣的提純方法，其特征在于所述含有碳酸鈣的原材料為雙飛粉、石灰石粉或大理石粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的碳酸鈣的提純方法，其特征在于所述含有氯元素的酸性溶液為工業(yè)鹽酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的碳酸鈣的提純方法，其特征在于所述去除原材料中的鋇、鎂和鐵雜質(zhì)，其具體工藝步驟為 A.去除原材料中的鋇雜質(zhì)將所述含有碳酸鈣的原材料用所述含有氯元素的酸性溶液溶解，加入硫酸去除鋇雜質(zhì)； B.去除原材料中的鎂和鐵雜質(zhì)在除去鋇雜質(zhì)的溶液中加入第一氧化劑，加熱至溫度900C _100°C，恒溫15-60分鐘，隨后加入第一堿性溶液調(diào)節(jié)pH值為9_11時(shí)，除去鎂和部分鐵雜質(zhì)，壓濾去掉渣得到氯化鈣溶液； C.將所述步驟B中的氯化鈣溶液加入硫酸，再次除鋇雜質(zhì)，加入第二氧化劑，加熱至溫度90°C -IOO0C，恒溫15-60分鐘，隨后加入第二堿性溶液調(diào)節(jié)pH值為6_8時(shí)，完全去除鐵雜質(zhì)，得到氯化鈣清液。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳酸鈣的提純方法，其特征在于所述第一氧化劑和第二氧化劑均為雙氧水。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的碳酸鈣的提純方法，其特征在于所述第一堿性溶液和第二堿性溶液均為氫氧化鈉溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的碳酸鈣的提純方法，其特征在于所述鈣離子與氫氧根離子的摩爾比為I. I : 2。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的碳酸鈣的提純方法，其特征在于所述第一溫度為42±0. 50C o
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的碳酸鈣的提純方法，其特征在于所述鼓入的二氧化碳為食品級(jí)二氧化碳。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的碳酸鈣的提純方法，其特征在于所述第二溫度為180±5C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種碳酸鈣的提純方法，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明以石灰石粉、雙飛粉和大理石粉為原料，先后除去原料中鋇、鎂和鐵雜質(zhì)，制出高純氯化鈣溶液，隨后加入固定濃度的氫氧化鈉溶液制成氫氧化鈣固液混合物，恒溫條件下，通入二氧化碳進(jìn)行合成反應(yīng)，得到碳酸鈣漿料，所述碳酸鈣漿料經(jīng)過(guò)濾，恒溫濾干，粉碎，過(guò)篩網(wǎng)即得到所需碳酸鈣。本提純方法與傳統(tǒng)碳銨法生產(chǎn)碳酸鈣的生產(chǎn)工藝相比，排放物為去離子水和氯化鈉，避免了氨氮對(duì)環(huán)境的污染，工藝流程簡(jiǎn)單可控，全程封閉，避免外界污染粉體，最終制備的碳酸鈣具有粒度小、分散性好、純度高和活性高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于多層獨(dú)石電容器賤金屬電極高頻元件的瓷料以及正溫度系數(shù)熱敏電阻元件的瓷料。
文檔編號(hào)C01F11/18GK102730734SQ20121020039
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月18日
發(fā)明者張深強(qiáng) 申請(qǐng)人:佛山市松寶電子功能材料有限公司