一种纳米碳酸钙生产工艺的制作方法

1.本发明涉及纳米碳酸钙生产技术领域，尤其是涉及一种纳米碳酸钙生产工艺。


背景技术：

2.碳酸钙是用量最大的无机粉体材料之一，被广泛应用于涂料、油墨、塑料、造纸、橡胶、化妆品等行业，具有价格低廉、原料来源广泛、环境友好、经济效益良好等优点，纳米碳酸钙有诸多应用成熟的行业，在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；
3.现有的纳米碳酸钙生产工艺一般原料来源比较受限，成本较为高昂，且在纳米碳酸钙的生产不能形成一套统一的生产的流程，纳米碳酸钙的产量较少，无法大批量进行生产，导致成产出的产品质量不一，而且生产出的纳米碳酸钙一般均为人工进行包装和储存，不仅大大增加劳动力和成本，还降低了纳米碳酸钙生产的效率，为此，我们提供一种纳米碳酸钙生产工艺来解决这些问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种纳米碳酸钙生产工艺，具有完整的正产流程、提高了纳米碳酸钙的效率和产量、降低了纳米碳酸钙的生产成本、减少人工包装和储存的麻烦，提高纳米碳酸钙的生产效率的优点，解决了现有技术中的问题。
5.本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种纳米碳酸钙生产工艺，其特征在于：
6.包括以下步骤：
7.步骤1、原料准备工段
8.矿山运输至厂内原料区的石灰石，经洗石机洗去泥土、杂质后待用，外部运输进厂的粒度为10
‑
20mm左右的水洗无烟煤，进入厂内原料区设置的煤仓备用；
9.步骤2、煅烧、洗气工段
10.将破碎到一定规格的石灰石(外购)和无烟煤按一定的配比提升至石灰窑顶部，由布料器将物料均匀地分布在石灰窑内，利用鼓风机从石灰窑底部鼓风，燃烧窑内无烟煤，提供石灰石分解所需热量，煅烧后含二氧化碳的窑气经换热器换热后进入窑气净化系统，生石灰(氧化钙)则在与空气换热后从窑底排出，排出的生石灰在回转筛中筛出石灰中灰渣，生石灰提升至石灰仓中(石灰窑气含co2约30％，温度约200～300℃经换热器降温除去烟尘、硫化物气体后再进入气
‑
水分离器分离水雾，净化后的石灰窑气送往碳化工段)；
11.步骤3、消化工段
12.由石灰窑煅烧得到的石灰，在石灰仓中由振动加料机按一定的速度加入消化机中，热水槽的热水经过流量计计量加入消化机内与石灰(主要成分cao)充分反应生成ca(oh)2，反应温度上升至80℃以上后，消化用水用阀门切换为回用水，石灰消化过程的化学
反应式如下：
13.cao h2o
→
ca(oh)2；
14.步骤4、制浆工段
15.消化反应结束后，石灰中不能反应的较大颗粒石渣经消化机尾部的除渣筛分离，细小颗粒石渣经振动筛筛分出，去除石渣的石灰乳经曲流槽自流入石灰乳槽中，经过旋液除渣器进脱渣处理，如此进行三级脱渣制浆，净化成精制石灰乳液在石灰乳储罐中储存并搅拌；
16.步骤5、碳化、活化工段
17.来自制浆工段石灰乳储罐送来的石灰乳，自流至调浆池中，并按照工艺要求加入水调至所需浓度，并搅拌均匀，同时冷却至所需温度(一般为20℃左右)，制冷介质采用制冷系统输送冷冻水，冷冻水温15℃，调好的石灰乳泵入至碳化塔中，来自煅烧工段的石灰窑气经储气罐入碳化塔中，在碳化塔中co2气体与ca(oh)2悬浊液进行碳化反应生成caco3，反应式如下：
18.ca(oh)2 co2→
caco3 h2o；
19.进行碳化反应时可根据工艺要求开启搅拌,并加入活化剂同时进行制冷，可根据生产的产品品质要求不同选择碳化温度(一般为20
‑
35℃之间)，制冷介质采用制冷系统送来冷冻水，冷冻水温15℃，碳化初期通入的窑气量按30m3/min，反应液ph值下降较快，碳化中期以后，通入的窑气量可逐渐降低至15m3/min,碳化时间约45分钟，当反应液ph值下降至7
‑
8时，标志着反应即将完成，再适当延长一定的碳化时间(5
‑
10分钟左右)，碳化结束；
20.碳化结束的纳米碳酸钙浆液经石灰乳泵送至增浓器中增浓，增浓后经石灰乳泵送至活化釜，活化温度80℃，活化时间45分钟，加热介质采用导热油，导热油油温150℃，活化后的熟浆经振动筛去除细微的小颗粒后进入冷却槽冷却并储存，泵送至脱水干燥工段的压滤机；
21.步骤5、脱水、干燥、包装工段
22.活化后熟浆经压滤机压滤后滤饼(含水率40～50％)储存在滤饼仓中，经过滤饼仓中下部的滤饼切片机切片后送入闪蒸干燥机内进行干燥处理，闪蒸干燥机的加热介质采用热风炉提供的热风，干燥后的纳米碳酸钙粉入气流解聚机进行解聚处理，解聚处理后的纳米碳酸钙粉体送到成品仓中储存。
23.根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述步骤2中煅烧温度大约在1100℃左右，方便在特定温度范围内提供石灰石分解所需热量。
24.根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述步骤2中石灰窑根据三区热电偶进行温度显示，石灰窑口安装有微压变送器和窑气在线分析仪，根据三区温度变化趋势及窑顶风压、窑气成分，通过加、减料和变频器调节风机流量控制石灰窑正常生产，通过三区热电偶进行温度显示，可以使工人清楚观察到石灰窖内的温度，方便工人进行操作。
25.根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述步骤5中热风温度约200
‑
300℃，方便对纳米碳酸钙在特定温度范围内进行干燥。
26.根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述步骤5之后还包括成品仓中纳米碳酸钙粉体成品经包装机进行包装(25kg/包)，由皮带输送机送到仓库存储，方便对成型的纳米碳酸钙进行包装和储存，减少人工包装和储存的麻烦，提高纳米碳酸钙的生产效率。
27.综上所述，本发明的有益技术效果为：
28.1.本一种纳米碳酸钙生产工艺，通过石灰石煅烧，得到生石灰和窑气，生石灰经过消化之后得到ca(oh)2溶液，再通入窑气，即可得到碳酸钙浆液，经过脱水、干燥得到碳酸钙成品，利用ca(oh)2与co2碳化反应得到caco3，使得纳米碳酸钙的生产形成一个完整的生产流程，根据纳米碳酸钙的产量需求，可以生产出大量纳米碳酸钙，有效提高了纳米碳酸钙的效率和产量，通过碳化反应来生产纳米碳酸钙，使得生产纳米碳酸钙的原料来源广泛、成本低廉，大大降低了纳米碳酸钙的生产成本，通过增加生产纳米碳酸钙后的包装工段，方便对成型的纳米碳酸钙进行包装和储存，减少人工包装和储存的麻烦，提高纳米碳酸钙的生产效率。
附图说明
29.图1是本发明一种纳米碳酸钙生产工艺的系统框图。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
32.参照图1为本发明公开的一种纳米碳酸钙生产工艺，其特征在于：
33.包括以下步骤：
34.步骤1、原料准备工段
35.矿山运输至厂内原料区的石灰石，经洗石机洗去泥土、杂质后待用，外部运输进厂的粒度为10
‑
20mm左右的水洗无烟煤，进入厂内原料区设置的煤仓备用；
36.步骤2、煅烧、洗气工段
37.将破碎到一定规格的石灰石(外购)和无烟煤按一定的配比提升至石灰窑顶部，由布料器将物料均匀地分布在石灰窑内，利用鼓风机从石灰窑底部鼓风，燃烧窑内无烟煤，提供石灰石分解所需热量，煅烧后含二氧化碳的窑气经换热器换热后进入窑气净化系统，生石灰(氧化钙)则在与空气换热后从窑底排出，排出的生石灰在回转筛中筛出石灰中灰渣，生石灰提升至石灰仓中(石灰窑气含co2约30％，温度约200～300℃经换热器降温除去烟尘、硫化物气体后再进入气
‑
水分离器分离水雾，净化后的石灰窑气送往碳化工段)；
38.步骤3、消化工段
39.由石灰窑煅烧得到的石灰，在石灰仓中由振动加料机按一定的速度加入消化机中，热水槽的热水经过流量计计量加入消化机内与石灰(主要成分cao)充分反应生成ca(oh)2，反应温度上升至80℃以上后，消化用水用阀门切换为回用水，石灰消化过程的化学反应式如下：
40.cao h2o
→
ca(oh)2；
41.步骤4、制浆工段
42.消化反应结束后，石灰中不能反应的较大颗粒石渣经消化机尾部的除渣筛分离，细小颗粒石渣经振动筛筛分出，去除石渣的石灰乳经曲流槽自流入石灰乳槽中，经过旋液除渣器进脱渣处理，如此进行三级脱渣制浆，净化成精制石灰乳液在石灰乳储罐中储存并搅拌；
43.步骤5、碳化、活化工段
44.来自制浆工段石灰乳储罐送来的石灰乳，自流至调浆池中，并按照工艺要求加入水调至所需浓度，并搅拌均匀，同时冷却至所需温度(一般为20℃左右)，制冷介质采用制冷系统输送冷冻水，冷冻水温15℃，调好的石灰乳泵入至碳化塔中，来自煅烧工段的石灰窑气经储气罐入碳化塔中，在碳化塔中co2气体与ca(oh)2悬浊液进行碳化反应生成caco3，反应式如下：
45.ca(oh)2 co2→
caco3 h2o；
46.进行碳化反应时可根据工艺要求开启搅拌,并加入活化剂同时进行制冷，可根据生产的产品品质要求不同选择碳化温度(一般为20
‑
35℃之间)，制冷介质采用制冷系统送来冷冻水，冷冻水温15℃，碳化初期通入的窑气量按30m3/min，反应液ph值下降较快，碳化中期以后，通入的窑气量可逐渐降低至15m3/min,碳化时间约45分钟，当反应液ph值下降至7
‑
8时，标志着反应即将完成，再适当延长一定的碳化时间(5
‑
10分钟左右)，碳化结束；
47.碳化结束的纳米碳酸钙浆液经石灰乳泵送至增浓器中增浓，增浓后经石灰乳泵送至活化釜，活化温度80℃，活化时间45分钟，加热介质采用导热油，导热油油温150℃，活化后的熟浆经振动筛去除细微的小颗粒后进入冷却槽冷却并储存，泵送至脱水干燥工段的压滤机；
48.步骤5、脱水、干燥、包装工段
49.活化后熟浆经压滤机压滤后滤饼(含水率40～50％)储存在滤饼仓中，经过滤饼仓中下部的滤饼切片机切片后送入闪蒸干燥机内进行干燥处理，闪蒸干燥机的加热介质采用热风炉提供的热风，干燥后的纳米碳酸钙粉入气流解聚机进行解聚处理，解聚处理后的纳米碳酸钙粉体送到成品仓中储存。
50.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
51.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。