專利名稱：一種石膏生產(chǎn)納米碳酸鈣的設(shè)備與工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碳酸鈣的生產(chǎn)設(shè)備與工藝，尤其是涉及一種石膏生產(chǎn)納米碳酸鈣的設(shè)備與工藝。
背景技術(shù)：
納米碳酸鈣又稱為超細化碳酸鈣，其粒度介于O. 01 — O. Ιμπι之間，其應(yīng)用最成熟的行業(yè)是塑料工業(yè)，主要用于高檔塑料制品，可以改善塑料母料的流動性，提高其成型性。納米碳酸鈣用作塑料填料具有很好的增韌補強的作用，提高塑料的彎曲強度和彎曲彈性模量、熱變形溫度和尺寸穩(wěn)定性，同時還賦予塑料滯熱性。納米碳酸鈣用于油墨填料，具有穩(wěn)定性好，光澤度高，不影響印刷油墨的干燥性能、適應(yīng)性能等優(yōu)點。納米級碳酸鈣的生產(chǎn)方法很多，大體上可分為濕法與干法兩類。中國發(fā)明專利申請200710157482.1公開了一種納米碳酸鈣的制備方法，是在水中加入原料生石灰或氫氧化鈣，配制成8 - 12%的懸浮液，在攪拌的狀態(tài)下通入二氧化碳，調(diào)節(jié)溶液的ΡΗ，最后通過X型納米對撞機制備20 - 80納米的碳酸鈣。中國發(fā)明專利申請201110390578. 9公開了一種納米碳酸鈣的制備方法，其提供的是一種在高壓二氧化碳和離 子液體參與下，在無水條件下進行碳化反應(yīng)的納米碳酸鈣的制備方法。但上述兩種制備過程都過于復(fù)雜，重復(fù)性較差，不適宜工業(yè)化生產(chǎn)。中國實用新型專利200320111078.8公開了一種納米碳酸鈣反應(yīng)器，其由電機、殼體、攪拌軸、2 - 5級高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子和定子組合體、CO2混合噴嘴和冷卻器組成，利用該反應(yīng)器實現(xiàn)多級乳化，連續(xù)生產(chǎn)，引入特殊制造的CO2混合氣體壓力噴嘴，在入口管對反應(yīng)液進行霧化，該反應(yīng)在一定程度上可以實現(xiàn)制備納米碳酸鈣的功能，但是整個設(shè)備、整個過程控制變量太多，工藝參數(shù)不好控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡單，操作方便的石膏生產(chǎn)納米碳酸鈣的設(shè)備與工藝，制得之納米碳酸鈣，純度高，雜質(zhì)含量少。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是
本發(fā)明之石膏生產(chǎn)納米碳酸鈣的設(shè)備，包括溶解室、盛液室、反應(yīng)室，所述溶解室頂部設(shè)有石膏粉下料口，溶解室內(nèi)部安裝有攪拌器；所述盛液室位于溶解室的正下方，溶解室與盛液室之間通過濾網(wǎng)隔開，所述盛液室的底部通過安裝有高壓泵的管道與高壓噴嘴相連，所述高壓噴嘴設(shè)于反應(yīng)室內(nèi)的上部；所述反應(yīng)室內(nèi)的下部設(shè)有正對高壓噴嘴的氣體噴嘴，所述氣體噴嘴通過管道依次與納米鐵粉下料斗、高壓氣體泵相連；所述高壓氣體泵與二氧化碳供應(yīng)裝置相連；所述反應(yīng)室底部設(shè)有出料口 ；所述反應(yīng)室外設(shè)有強化電磁場發(fā)生器。進一步，所述濾網(wǎng)的目數(shù)為3000-6000目(優(yōu)選4000-5000目)。本發(fā)明之石膏生產(chǎn)納米碳酸鈣的設(shè)備的工作過程，即本發(fā)明之石膏生產(chǎn)納米碳酸鈣的工藝，包括以下步驟將石膏粉末從石膏粉下料口加入溶解室，啟動攪拌器，同時通過石膏粉下料口向溶解室內(nèi)加入15-40wt%的檸檬酸溶液或10 — 16wt%的鹽酸溶液，部分石膏粉末溶解于溶解室中的檸檬酸溶液或鹽酸溶液，未溶解的石膏粉末懸浮于溶液中，形成懸浮液，懸浮液經(jīng)濾網(wǎng)過濾，濾液進入盛液室，啟動與盛液室底部相連的高壓泵，將盛液室中的濾液泵送至高壓噴嘴，并通過高壓噴嘴以O(shè). 2-10m/s (優(yōu)選2-5m/s)的速度高速噴入反應(yīng)室，同時，通過納米鐵粉下料斗加入納米鐵粉，并啟動與二氧化碳供應(yīng)裝置相連的高壓氣體泵，納米鐵粉在高壓氣體泵的作用下連同二氧化碳氣體通過氣體噴嘴以O(shè). 5-15m/s (優(yōu)選
2-8m/s)的速度一同被吹入反應(yīng)室，并與高壓噴嘴噴出的濾液混合，二氧化碳氣體溶于濾液中，生成碳酸，碳酸根離子與濾液中的鈣離子發(fā)生反應(yīng)，生成碳酸鈣；同時打開反應(yīng)室外部的強化電磁場發(fā)生器，反應(yīng)室內(nèi)產(chǎn)生頻率為50-200HZ (優(yōu)選90-140HZ)周期振動的電磁場，氣體噴嘴噴出的鐵粉在周期振動的電磁場的作用下高速運動，與生成的碳酸鈣顆粒發(fā)生碰撞，以控制碳酸鈣粒子的粒徑；反應(yīng)后的固體殘渣及液體從反應(yīng)室的底部出料口排出，排出的固體殘渣，在定向電磁場作用下，分離出鐵粉，余下的即為納米碳酸鈣。采用本發(fā)明生產(chǎn)納米碳酸鈣，工藝簡單，操作方便；制得之納米碳酸鈣，純度高，無臭無味，具有 丐含量高，雜質(zhì)含量極少，粒徑分布窄的特點，粒徑可達到50 — 100 nm。


圖1是本發(fā)明石膏生產(chǎn)納米碳酸鈣的設(shè)備實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。實施例1
參照附圖，本實施例之石膏生產(chǎn)納米碳酸鈣的設(shè)備，包括溶解室3、盛液室4、反應(yīng)室7，所述溶解室3頂部設(shè)有石膏粉下料口 1，溶解室3內(nèi)部安裝有攪拌器2 ;所述盛液室4位于溶解室3的正下方，溶解室3與盛液室4之間通過濾網(wǎng)13隔開，濾網(wǎng)13的目數(shù)為5000目，所述盛液室4的底部通過安裝有高壓泵5的管道與高壓噴嘴6相連，所述高壓噴嘴6設(shè)于反應(yīng)室7內(nèi)的上部；所述反應(yīng)室7內(nèi)的下部設(shè)有正對高壓噴嘴6的氣體噴嘴9，所述氣體噴嘴9通過管道依次與納米鐵粉下料斗10、高壓氣體泵11相連；所述高壓氣體泵11與二氧化碳供應(yīng)裝置相連；所述反應(yīng)室7底部設(shè)有出料口 12 ;所述反應(yīng)室7外設(shè)有強化電磁場發(fā)生器8。本實施例之石膏生產(chǎn)納米碳酸鈣的設(shè)備的工作過程，即本實施例之石膏生產(chǎn)納米碳酸鈣的工藝，包括以下步驟將石膏粉末從石膏粉下料口 I加入溶解室3，啟動攪拌器2，同時通過石骨粉下料口向溶解室3內(nèi)加入質(zhì)量分數(shù)為35 wt%的朽1檬酸溶液,部分石骨粉末溶解于溶解室3中的朽1檬酸溶液,未溶解的石膏粉末懸浮于溶液中，形成懸浮液,懸浮液經(jīng)濾網(wǎng)13過濾，濾液進入盛液室4，啟動與盛液室4底部相連的高壓泵6，將盛液室4中的濾液泵送至高壓噴嘴6，并通過高壓噴嘴6以2m/s的速度高速噴入反應(yīng)室7，同時，通過納米鐵粉下料斗10加入納米鐵粉，并啟動與二氧化碳供應(yīng)裝置相連的高壓氣體泵11，納米鐵粉在高壓氣體泵11的作用下連同二氧化碳氣體通過氣體噴嘴9以2. 5m/s的速度高速一同被吹入反應(yīng)室7，并與高壓噴嘴6噴出的濾液混合，二氧化碳氣體溶于濾液中，生成碳酸，碳酸根離子與濾液中的鈣離子發(fā)生反應(yīng)，生成碳酸鈣；同時打開反應(yīng)室7外部的強化電磁場發(fā)生器8，反應(yīng)室7內(nèi)產(chǎn)生頻率為100 Hz的周期振動的電磁場，氣體噴嘴9噴出的鐵粉在周期振動的電磁場的作用下高速運動，與生成的碳酸鈣顆粒發(fā)生碰撞，以控制碳酸鈣粒子的粒徑；反應(yīng)后的固體殘渣及液體從反應(yīng)室7的底部出料口 12排出，排出的固體殘渣，在定向電磁場作用下，分離出鐵粉，余下的的即為納米碳酸鈣。采用本實施例生產(chǎn)納米碳酸鈣，工藝簡單，操作方便；制得之納米碳酸鈣，純度達99. 8%，粒徑為80-85nm，無臭無味，具有鈣含量高，雜質(zhì)含量極少，粒徑分布窄的特點。實施例2
本實施例中，通過石膏粉下料口向溶解室3內(nèi)加入質(zhì)量分數(shù)為15wt%的鹽酸溶液。其他條件與實施例1相同。采用本實施例生產(chǎn)納米碳酸鈣，工藝簡單，操作方便；制得之納米碳酸鈣，純度達99. 8%，粒徑為85-90 nm，無臭無味，具有鈣含量高，雜質(zhì)含量極少，粒徑分布窄的特點。
權(quán)利要求
1.一種石膏生產(chǎn)納米碳酸鈣的設(shè)備，其特征在于，包括溶解室、盛液室、反應(yīng)室，所述溶解室頂部設(shè)有石膏粉下料口，溶解室內(nèi)部安裝有攪拌器；所述盛液室位于溶解室的正下方，溶解室與盛液室之間通過濾網(wǎng)隔開，所述盛液室的底部通過安裝有高壓泵的管道與高壓噴嘴相連，所述高壓噴嘴設(shè)于反應(yīng)室內(nèi)的上部；所述反應(yīng)室內(nèi)的下部設(shè)有正對高壓噴嘴的氣體噴嘴，所述氣體噴嘴通過管道依次與納米鐵粉下料斗、高壓氣體泵相連；所述高壓氣體泵與二氧化碳供應(yīng)裝置相連；所述反應(yīng)室底部設(shè)有出料口 ；所述反應(yīng)室外設(shè)有強化電磁場發(fā)生器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石膏生產(chǎn)納米碳酸鈣的設(shè)備，其特征在于，所述濾網(wǎng)的目數(shù)為 3000-6000 目。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的石膏生產(chǎn)納米碳酸鈣的設(shè)備，其特征在于，所述濾網(wǎng)的目數(shù)為 4000-5000 目。
4.一種使用如權(quán)利要求1 一 3之一所述設(shè)備生產(chǎn)納米碳酸鈣的工藝，其特征在于，包括以下步驟將石膏粉末從石膏粉下料口加入溶解室，啟動攪拌器，同時通過石膏粉下料口向溶解室內(nèi)加入質(zhì)量濃度15-40wt%的檸檬酸溶液或10 — 16wt%的鹽酸溶液，部分石膏粉末溶解于溶解室中的檸檬酸溶液或鹽酸溶液，未溶解的石膏粉末懸浮于溶液中，形成懸浮液，懸浮液經(jīng)濾網(wǎng)過濾，濾液進入盛液室，啟動與盛液室底部相連的高壓泵，將盛液室中的濾液泵送至高壓噴嘴，并通過高壓噴嘴以O(shè). 2-10m/s的速度噴入反應(yīng)室，同時，通過納米鐵粉下料斗加入納米鐵粉，并啟動與二氧化碳供應(yīng)裝置相連的高壓氣體泵，納米鐵粉在高壓氣體泵的作用下連同二氧化碳氣體通過氣體噴嘴以O(shè). 5-15m/s的速度一同被吹入反應(yīng)室，并與高壓噴嘴噴出的濾液混合，二氧化碳氣體溶于濾液中，生成碳酸，碳酸根離子與濾液中的鈣離子發(fā)生反應(yīng)，生成碳酸鈣；同時打開反應(yīng)室外部的強化電磁場發(fā)生器，反應(yīng)室內(nèi)產(chǎn)生頻率為50-200HZ周期振動的電磁場，氣體噴嘴噴出的鐵粉在周期振動的電磁場的作用下高速運動，與生成的碳酸鈣顆粒發(fā)生碰撞，以控制碳酸鈣粒子的粒徑；反應(yīng)后的固體殘渣及液體從反應(yīng)室的底部出料口排出，排出的固體殘渣，在定向電磁場作用下，分離出鐵粉，余下的即為納米碳酸鈣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)納米碳酸鈣的工藝，其特征在于，反應(yīng)室內(nèi)產(chǎn)生周期振動的電磁場的頻率為90-140Hz。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的生產(chǎn)納米碳酸鈣的工藝，其特征在于，將盛液室中的濾液泵送至高壓噴嘴，并通過高壓噴嘴以2-5m/s的速度噴入反應(yīng)室。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的生產(chǎn)納米碳酸鈣的工藝，其特征在于，納米鐵粉在高壓氣體泵的作用下連同二氧化碳氣體通過氣體噴嘴以2-8m/s的速度一同被吹入反應(yīng)室。
全文摘要
一種石膏生產(chǎn)納米碳酸鈣的設(shè)備與工藝，該設(shè)備包括溶解室、盛液室、反應(yīng)室，溶解室頂部設(shè)有石膏粉下料口，溶解室內(nèi)部安裝有攪拌器；盛液室位于溶解室的正下方，溶解室與盛液室之間通過濾網(wǎng)隔開，盛液室的底部通過安裝有高壓泵的管道與高壓噴嘴相連，高壓噴嘴設(shè)于反應(yīng)室內(nèi)的上部；反應(yīng)室內(nèi)的下部設(shè)有正對高壓噴嘴的氣體噴嘴，氣體噴嘴通過管道依次與納米鐵粉下料斗、高壓氣體泵相連；高壓氣體泵與二氧化碳供應(yīng)裝置相連；反應(yīng)室底部設(shè)有出料口；反應(yīng)室外設(shè)有強化電磁場發(fā)生器。本發(fā)明還包括石膏生產(chǎn)納米碳酸鈣的工藝。采用本發(fā)明生產(chǎn)納米碳酸鈣，工藝簡單；制得之納米碳酸鈣，純度高，無臭無味，粒徑分布窄。
文檔編號B82Y30/00GK103058248SQ20131000165
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月5日
發(fā)明者劉立文, 劉珍如, 寧愛民, 寧勇, 寧江天, 劉勇, 魯紀鳴 申請人:劉立文