|
| |
| 国内外轻质碳酸钙生产和研究现状 |
| 来源：中国粉体技术网 更新时间：2015-06-05 10:49:31 浏览次数： |
|
| |
1 国内轻质碳酸钙的生产与研究现状
（中国粉体技术网/班建伟）对于碳酸钙的研制工作，我国从 20 世纪 80 年代开始进行，并于 90 年代初期实现了碳酸钙的工业化生产。中国拥有非常丰富的石灰石资源，因此，对于碳酸钙的研究在全国各地的科研院所及企业机构都有介入，如中国科学院下属科研院所、北京化工大学，天津化工研究院等等。
其中北京化工大学利用外加超重力场，同时改变反应体系的工艺参数，影响碳酸钙晶核生成及生长制备出平均粒度为 30nm 左右的碳酸钙；
清华大学的向兰等采用新技术对传统间歇鼓泡碳化法进行改进，将鼓泡器设计为管式结构，曾大了传质传热面积，同时增大了微观混合速率，缩短了碳酸钙晶体的成核时间与生长时间，成功合成了平均粒径为 0.1μm 左右的超细球形碳酸钙；催爱莉等人采用传统碳化法，通过添加不同的晶形控制剂制备出中空球、片状和链状等不同晶形的超细碳酸钙粉体；
东北大学的何明照等在传统碳化反应的基础上加入新的晶形控制剂，并改变反应的其他工艺条件制备出针状碳酸钙；西北大学的郑岚等通过向精制的氢氧化钙悬浮液中添加硫酸作为反应体系的晶形控制剂，将反应物搅拌均匀后加入到间歇鼓泡碳化反应器中制得碳酸钙；
河北工业大学的谢应惠等采用传统的间歇反应器，通过添加不同种类的晶形控制剂，改变制备工艺条件，制成了纤维状、立方体和针状碳酸钙粉体；湖北民族学院的的陈先勇等采用自制的间歇式鼓泡碳化反应器，通过添加不同种类的晶形控制剂调控工艺条件合成了纤维状、链形、片形、纺锤形、球形等几种晶形的超细碳酸钙粉体。
从以上研究中不难发现，改变碳酸钙颗粒形貌的重要手段之一就是添加晶形控制剂。对于采用添加晶形控制剂控制碳酸钙的形貌研究较多，并且晶形控制剂已涉及无机和有机方面，即从化工领域延伸到了生物领域，河北科技大学的王勇等进行了这方面的研究并制备出针状碳酸钙粉体且成功应用于塑料改性中；新近研究如 Jae-Hyung Park 和 Seong-Geun Oh 成功合成了立方体和球状颗粒。
随着介孔材料的研究加热，合成多形貌的纳米无机粉体渐渐融合了新兴的模版技术，这为合成晶形碳酸钙提供了很好的方向。
虽然早在 1931 年国内就开始了沉淀碳酸钙的工业生产，到目前为止，国内的碳酸钙生产企业已达千余家。但是由于受到技术发展制约，其中的绝大多数企业单位的产品还是停留在普通碳酸钙级别，只有少数企业可以生产高活性、专用级的高品质碳酸钙，如四川都江堰钙品有限公司和重庆松山化工厂等。随着科技进步，人们对日用化工产品要求逐步提高，如高档卫生用纸、高档铜版纸、可分解塑料包装、高品车用油漆等等，而这些行业的主要填涂材料碳酸钙的需求量逐年上升，对其品质要求更是水涨船高，针对这一特殊市场要求，国内碳酸钙企业并不能完全满足，大量的高品碳酸钙依然依赖进口。
2 国外轻质碳酸钙的生产与研究现状
目前，国外高品碳酸钙的工业生产技术依然以间歇碳化法为主。对于碳酸钙的工业化生产研究，日本一直处于国际领先地位。日本人白石恒二早在 1914年就发明了制备轻质碳酸钙的碳酸化方法，为碳酸钙制备工业做出了巨大贡献。
到了 1927 年，纳米活性碳酸钙的碳酸化合成方法在日本诞生。日本的碳酸钙生产企业和机构致力于研制高品碳酸钙的生产工艺，如今已经取得了众多突破，日本碳酸钙的制造企业，多数都有自己的企业特种产品，例如日本东洋电化工工业公司经技术改进成功制备了平均粒径为 18nm 的碳酸钙，并掌握了相关表面处理技术，得到了分散性很好的产品；日本白石公司成功研制出的无定型碳酸钙、经过有机物包覆，可应用与高品热感应纸的填涂；另外，白石中央研究院及其下属公司、日本狮子公司等对晶形碳酸钙粉体的制备及后期表面处理都有独到的研究。
目前，日本全国高品碳酸钙行业的制备研究已具有强大的技术储备，并掌握了定型及无定型碳酸钙的关键技术等形态以及后期相关的表面改性技术，其开发研制的表面改性剂多达 50 余种。德国、法国、英国、美国等国也十分重视碳酸钙新产品的开发但根据各国的产业发展特点，其研究侧重点各有不同。例如美国侧重于研发涂料和造纸行业应用的填涂碳酸钙，并且在相关 需求的偶联剂开发方面处于国际领先地位，MTI 公司是国际知名的碳酸钙生产厂商；英国的碳酸钙研发方向主要针对高档涂料专用的高品钙，欧洲汽车底漆专用碳酸钙市场一直由英国著名的 ICI 公司垄断。
3 轻质碳酸钙行业发展方向
综上所述，可以看出，国内碳酸钙的生产企业主要是采用粗放型的生产模式，所制得的碳酸钙品质低、附加值低，国内企业的生产获利多是依靠中国的矿石资源丰富，大量开采以扩大生产能力；而国外厂商则是利用有限矿石资源，研发高品碳酸钙的制备改性方法，提高碳酸钙的附加值，总的来说就是关注产业链的技术革新与应用，以获得高质高值碳酸钙。而中国作为原料矿石的开采大国，每年以低价将原料矿石出口至国外，国外企业经过新技术、高品质生产，再将这些高附加值碳酸钙出口中国等矿石开采大国。
尤其近年来，环保、节约发展方针的全球性提出，以及造纸、塑料、橡胶等行业的快速发展和高品质产品的要求，我国对高品碳酸钙的需求量大大增加，但国内碳酸钙生产厂商受技术制约，产品品质和生产能力远不能满足市场需，高品碳酸钙的进口量逐年递增。要想彻底改变我国低价出口矿石资源，高价进口高品钙的被动局面，提高国家经济、技术竞争能力，加强高品碳酸钙的研发生产刻不容缓。
目前，碳酸钙行业的发展方向主要有三个方面，包括碳酸钙粒子微细化、多形貌制备及表面改性，这些将通过新技术、新添加剂引以及优化工艺条件实现。其中，多形貌碳酸钙的制备将赋予产品更高的专属性能与附加值。近年来，中国经济发展迅速，既积极支持了化工行业的发展，同时又提出了更为严格的要求，环保集约发展方针的重点提出，如节约资源、能源利用，合理开采、充分利用；化工制品要循环利用，可降解回收等等。具体到碳酸钙行业，研发晶形碳酸钙，可以从根本上解决矿石资源利用低的问题，而且晶形碳酸钙的应用将提升相关产品的环保性能如环保可降解包装，以及产品的附加值，提高化工行业整体竞争力。本课题将采用传统碳化方法，优化工艺条件，添加晶形控制剂对碳化反应进行控制，从而制备出多晶形碳酸钙粉体材料。
►欢迎进入【粉体论坛】
|
|
|
| |
|
| |
|
|
|
|
|
|
