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        實驗室制備納米碳酸鈣過程中碳化反應對沉降體積的影響探索

        2015-06-11 10:47:59劉小忠
        今日財富 2015年34期
        關(guān)鍵詞:氣速碳酸鈣碳化

        劉小忠

        納米碳酸鈣的沉降體積在一定程度上能綜合反映產(chǎn)品的晶型、粒徑及分散性。沉降體積值大,產(chǎn)品性能好,功能值高,但是,它自然沉降時間長,脫水效率低,篩分困難。因此控制產(chǎn)品適度、穩(wěn)定的沉降體積值,對優(yōu)質(zhì)、高效、低耗的產(chǎn)出具有重要的意義。國家優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的沉降體積為2.8mL/g。

        一、實驗部分

        1.儀器、藥品

        電動攪拌器、pHS酸度計、CO2鋼瓶、氣體分布器、燒杯、溫度計、Ca(OH)2乳液和CO2。

        2. 碳化反應裝置

        用電動攪拌器、酸度計、氣體分布器、CO2鋼瓶、燒杯和溫度計組裝碳化反應裝置,如圖1所示。

        3.檢測方法

        稱取樣品10.0g,放入盛有50ml純水的100ml帶塞量筒中,待試樣完全浸透后,加純水至100ml刻度處,蓋緊塞子,上下振搖3min(100~120次/min)。室溫下靜置3小時后,記錄沉淀物的體積,以每克沉淀物所占的體積來表示納米碳酸鈣的沉降體積。

        二、結(jié)果與討論

        1.碳化反應溫度對沉降體積的影響

        參照姚超、吳鳳芹等實驗結(jié)果,固定Ca(OH)2乳液濃度為58.8g/L,CO2氣速為5.5L/h,改變碳化溫度進行實驗,測出納米碳酸鈣的沉降體積如表1。

        從表1可看出,碳化反應溫度低有利于沉降體積的增大,但是實際生產(chǎn)效益考慮,選擇30℃(常溫)進行碳化反應比較理想,低溫或者高溫需要增加投資,加大企業(yè)生產(chǎn)成本。

        2.Ca(OH)2乳液濃度對沉降體積的影響

        固定碳化反應溫度為30℃,CO2氣速為5.5L/h,改變Ca(OH)2乳液濃度進行實驗,測出納米碳酸鈣的沉降體積如表2。

        表2 Ca(OH)2乳液濃度對沉降體積的影響

        從表2可看出,Ca(OH)2乳液濃度低有利于沉降體積的增大,考慮生產(chǎn)效率選擇80g/L的濃度比較理想。

        3.CO2氣速對沉降體積的影響

        固定碳化反應溫度為30℃,Ca(OH)2乳液濃度為80g/L,改變CO2氣速進行實驗,測出納米碳酸鈣的沉降體積如表3。

        從表3可看出,CO2氣速低有利于沉降體積的增大,綜合生產(chǎn)效率考慮,選擇6L/h的CO2氣速比較理想。由于沒有采用密封反應容器,所以消耗二氧化碳的量遠高于理論量。

        實驗室制備納米碳酸鈣過程中碳化反應較佳工藝條件為:碳化反應溫度為30℃、Ca(OH)2乳液濃度為80g/L、CO2氣速為6L/h。

        參考文獻:

        [1] 曾佰瑞 輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)過程中沉降體積影響因素的探討[J],江西煤炭科技,1997(4):49.

        [2] HG/T2226-2000,工業(yè)沉淀碳酸鈣國家標準[S].

        [3] 姚超,吳鳳芹等 用正交試驗優(yōu)化超細碳酸鈣沉降體積的工藝條件[J], 江蘇石油化工學院學報,1999.11(2):32.

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