一种食品级轻质碳酸钙的制备方法与流程

1.本发明属于碳酸钙技术领域，特别涉及一种食品级轻质碳酸钙的制备方法。

背景技术：

2.轻质碳酸钙又称沉淀碳酸钙，在造纸、塑料、涂料、橡胶、医药等行业用途广泛，我国是世界上碳酸钙资源和生产大国，目前我国碳酸钙工业生产能力达到600万吨/年，但是具有一定技术附加价值的轻质碳酸钙仅占7.7%，具有高附加值的品种不足产量的0.5%，高档碳酸钙产品主要依赖进口，与国外还有很大差距。
3.专利cn200610028359.5公开了一种超细轻质碳酸钙及其制备方法和应用。将轻质碳酸钙粉加入水中，并向水中加入助磨剂，其中加入助磨剂相对于轻质碳酸钙干粉的量为0.3～5.0％，搅拌使助磨剂溶解，配成轻质碳酸钙粉的含量为45～75％的轻质碳酸钙浆料，然后采用湿式超细剥片机或搅拌磨，对轻质碳酸钙进行超细磨，研磨过程中再缓慢滴加助磨剂，助磨剂相对于轻质碳酸钙干粉的量为0.3～5.0％，助磨剂是由丙烯酸、丙烯醇和丁烯二酸单酯三种单体嵌段共聚而成。制得超细轻质碳酸钙浆料，其中颗粒粒径小于2μm含量为60～100％，平均粒径为0.6～1.2μm，可用做造纸涂布颜料。但是该方法中使用的助剂过多，对轻质碳酸钙产品的纯度还是存在一定的影响。
4.随着社会的发展，人们对产品质量的追求不断进步，具有高附加值的产品的需求也会越来越大，轻质碳酸钙作为各领域产品中常用原料之一，需求也雨来越大。为了应对轻质碳酸钙越来越大的需求，因此，研制和开发适于轻质碳酸钙的新工艺，满足不同行业要求的新产品，促进我国制造业、医药业等行业发展是碳酸钙工业的一项重要课题。

技术实现要素：

5.针对现有轻质碳酸钙行业存在的生产能力不足的缺陷，本发明提供一种食品级轻质碳酸钙的制备方法，该方法制备的药用轻质碳酸钙产率高、纯度高、粒径分布均匀，工艺操作简单、制备方便、适用于工业化大规模生产。
6.本发明是通过以下技术方案实现的：一种食品级轻质碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：（1）取氧化钙，加入到其质量6～10倍的80～90℃热水中，800～1000rpm搅拌生成石灰乳，静置60min再搅拌10min后，加水调和精制成为8～12%wt的氢氧化钙乳液；（2）将精制的氢氧化钙乳液隔绝空气陈化24h，然后移入搅拌反应器中，加入氢氧化钙乳液质量的0.2%～1.0%的柠檬酸钠控晶剂，然后通入二氧化碳，在15～25℃下进行碳化，二氧化碳的通入量为1～3l/h
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g氢氧化钙乳液，搅拌速度为600～1000rpm；（3）当搅拌反应器中的混合液ph下降至7时，停止反应，将混合液进行脱水干燥，研磨后过200目筛，得到食品级轻质碳酸钙。
7.优选的，步骤（2）碳化前加入的控晶剂为edta二钠，并加入稳定剂氯化铝；所述的edta二钠的加入量为氢氧化钙乳液质量的1.0%～2.0%；氯化铝的加入量为氢氧化钙乳液质
量的0.1%～0.5%。
8.优选的，步骤（1）中的氧化钙先经过100目筛进行预筛选；筛的孔径为120μm。
9.优选的，步骤（1）的氧化钙经过升温速率为15～20℃/min，最终温度为850～1050℃的高温煅烧处理得到。
10.优选的，精制的氢氧化钙乳液的浓度为10%wt。
11.优选的，二氧化碳的通入量为2 l/h
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g氢氧化钙乳液。
12.本发明利用柠檬酸钠和edta二钠为控晶剂制备轻质碳酸钙，制备的产品晶型完整，结晶度高，有效提高了轻质碳酸钙的产量和质量。石灰石煅烧影响石灰石的粒度，为了避免煅烧后粒度大小过分悬殊，经过本发明煅烧后形成粒度在4-8mm、多孔隙结构、高活性的氧化钙，提高后续制备的氢氧化钙乳液的溶解度，从而更好的制备轻质碳酸钙晶体。氢氧化钙乳液的浓度影响碳化过程中碳酸钙晶体的生长，浓度增高晶体数量增多，但是分散性下降，综合产率和分散性的考虑，本发明最佳浓度为8-12%wt。碳化初始温度影响碳酸钙晶体粒径，随着碳化温度升高粒径增大，碳酸钙的溶解度也升高，综合粒径和溶解度考虑，本发明的初始碳化温度为15～25℃，可以制备得纳米级的轻质碳酸钙。二氧化碳的流量影响碳酸钙晶体的生成速率和粒度，流量低产率低但是粒度大，综合考虑本发明的二氧化碳流量为1～3l/h
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g氢氧化钙乳液。
13.本发明的有益效果如下：本发明的工艺进一步扩展了轻质碳酸钙的制备途径，本发明的制备工艺简单，制备的轻质碳酸钙粒度为纳米级，溶解度高，适用于各个工业领域。
具体实施方式
14.下面结合实施例对本发明作进一步说明。
15.实施例1一种食品级轻质碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：（1）石灰石清洗后在110℃下干燥，粉碎后过100目筛，孔径为120μm，按照升温速率为15℃/min，在850℃下煅烧1h，得到氧化钙；（2）取氧化钙，加入到其质量6倍的80℃热水中，800rpm搅拌生成石灰乳，静置60min再搅拌10min后，加水调和精制成为8%wt的氢氧化钙乳液；（3）将精制的氢氧化钙乳液隔绝空气陈化24h，然后移入搅拌反应器中，加入氢氧化钙乳液质量的0.2%%的柠檬酸钠控晶剂，然后通入二氧化碳，在15℃下进行碳化，二氧化碳的通入量为1l/h
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g氢氧化钙乳液，搅拌速度为600rpm；（4）当搅拌反应器中的混合液ph下降至7时，停止反应，将混合液进行脱水干燥，研磨后过200目筛，得到食品级轻质碳酸钙。
16.优选的，步骤（2）碳化前加入的控晶剂为edta二钠，并加入稳定剂氯化铝；所述的edta二钠的加入量为氢氧化钙乳液质量的1.0%；氯化铝的加入量为氢氧化钙乳液质量的0.1%。
17.本实施例制备的轻质碳酸钙的粒度为60nm，溶解度为0.10g/100ml水。
18.实施例2一种食品级轻质碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：
（1）石灰石清洗后在110℃下干燥，粉碎后过100目筛，孔径为120μm，按照升温速率为20℃/min，在1050℃下煅烧0.25h，得到氧化钙；（2）取氧化钙，加入到其质量10倍的90℃热水中，1000rpm搅拌生成石灰乳，静置60min再搅拌10min后，加水调和精制成为12%wt的氢氧化钙乳液；（3）将精制的氢氧化钙乳液隔绝空气陈化24h，然后移入搅拌反应器中，加入氢氧化钙乳液质量的1.0%的柠檬酸钠控晶剂，然后通入二氧化碳，在25℃下进行碳化，二氧化碳的通入量为3l/h
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g氢氧化钙乳液，搅拌速度为1000rpm；（4）当搅拌反应器中的混合液ph下降至7时，停止反应，将混合液进行脱水干燥，研磨后过200目筛，得到食品级轻质碳酸钙。
19.优选的，步骤（2）碳化前加入的控晶剂为edta二钠，并加入稳定剂氯化铝；所述的edta二钠的加入量为氢氧化钙乳液质量的2.0%；氯化铝的加入量为氢氧化钙乳液质量的0.5%。
20.本实施例制备的轻质碳酸钙的粒度为40nm，溶解度为0.12g/100ml水。
21.实施例3一种食品级轻质碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：（1）石灰石清洗后在110℃下干燥，粉碎后过100目筛，孔径为120μm，按照升温速率为20℃/min，在950℃下煅烧0.5h，得到氧化钙；（2）取氧化钙，加入到其质量8倍的85℃热水中，900rpm搅拌生成石灰乳，静置60min再搅拌10min后，加水调和精制成为10%wt的氢氧化钙乳液；（3）将精制的氢氧化钙乳液隔绝空气陈化24h，然后移入搅拌反应器中，加入氢氧化钙乳液质量的0.6%的柠檬酸钠控晶剂，然后通入二氧化碳，在20℃下进行碳化，二氧化碳的通入量为2l/h
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g氢氧化钙乳液，搅拌速度为800rpm；（4）当搅拌反应器中的混合液ph下降至7时，停止反应，将混合液进行脱水干燥，研磨后过200目筛，得到食品级轻质碳酸钙。
22.优选的，步骤（2）碳化前加入的控晶剂为edta二钠，并加入稳定剂氯化铝；所述的edta二钠的加入量为氢氧化钙乳液质量的1.2%；氯化铝的加入量为氢氧化钙乳液质量的0.3%。
23.本实施例制备的轻质碳酸钙的粒度为48nm，溶解度为0.16g/100ml水。
24.以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

技术特征：

1.一种食品级轻质碳酸钙的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）取氧化钙，加入到其质量6～10倍的80～90℃热水中，800～1000rpm搅拌生成石灰乳，静置60min再搅拌10min后，加水调和精制成为8～12%wt的氢氧化钙乳液；（2）将精制的氢氧化钙乳液隔绝空气陈化24h，然后移入搅拌反应器中，加入氢氧化钙乳液质量的0.2%～1.0%的柠檬酸钠控晶剂，然后通入二氧化碳，在15～25℃下进行碳化，二氧化碳的通入量为1～3l/h
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g氢氧化钙乳液，搅拌速度为600～1000rpm；（3）当搅拌反应器中的混合液ph下降至7时，停止反应，将混合液进行脱水干燥，研磨后过200目筛，得到食品级轻质碳酸钙。2.根据权利要求1所述的食品级轻质碳酸钙的制备方法，其特征在于：步骤（1）碳化前加入的控晶剂为edta二钠，并加入稳定剂氯化铝；所述的edta二钠的加入量为氢氧化钙乳液质量的1.0%～2.0%；氯化铝的加入量为氢氧化钙乳液质量的0.1%～0.5%。3.根据权利要求1所述的食品级轻质碳酸钙的制备方法，其特征在于：步骤（1）中的氧化钙先经过100目筛进行预筛选；筛的孔径为120μm。4.根据权利要求1所述的食品级轻质碳酸钙的制备方法，其特征在于：步骤（1）的氧化钙经过升温速率为15～20℃/min，最终温度为850～1050℃的高温煅烧处理得到。5.根据权利要求1所述的食品级轻质碳酸钙的制备方法，其特征在于：精制的氢氧化钙乳液的浓度为10%wt。6. 根据权利要求1所述的食品级轻质碳酸钙的制备方法，其特征在于：二氧化碳的通入量为2 l/h
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g氢氧化钙乳液。

技术总结

本发明公开一种食品级轻质碳酸钙的制备方法，通过控制煅烧温度、碳化初始温度、二氧化碳的通入量，同时利用柠檬酸钠和EDTA二钠为控晶剂制备轻质碳酸钙，有效提高轻质碳酸钙的晶体结构，使制备的产品晶型完整，结晶度高，溶解度高，从而提高了轻质碳酸钙的产量和质量。本发明进一步扩展了轻质碳酸钙的制备途径，本发明的制备工艺简单，制备的轻质碳酸钙粒度为纳米级，溶解度高，适用于各个工业领域。适用于各个工业领域。