纳米碳酸钙关键技术PDF电子书下载

1 碳酸钙工业概述 1

1.1 碳酸钙工业历史和现状 1

1.1.1 世界碳酸钙工业的发展历史和现状 1

1.1.2 中国碳酸钙工业的发展历史和现状 4

1.1.3 中国纳米碳酸钙工业的发展历史和现状 6

1.2 碳酸钙的分类及其鉴别方法 12

1.2.1 按生产方式分类 12

1.2.2 按照是否进行表面处理分类 14

1.2.3 按其专门的用途分类 14

1.2.4 按照碳酸钙的不同晶型和形貌分类 15

1.2.5 按粒径进行分类 19

1.3 碳酸钙产品的主要技术指标 20

1.3.1 普通轻钙、活性轻钙、专用纳米钙的主要质量控制指标比较 20

1.3.2 沉淀碳酸钙的主要技术指标分析比较 21

1.4 纳米碳酸钙与普通轻钙和活性轻钙的工艺比较 28

1.4.1 工艺流程图的比较 28

1.4.2 工艺条件的比较 29

1.4.3 纳米碳酸钙与普通轻质碳酸钙的性能比较 32

1.5 我国碳酸钙工业存在的主要问题 32

1.5.1 结构与规模问题 33

1.5.2 体制与技术问题 34

1.6 碳酸钙工业在化学工业中的重要地位和作用 35

2 纳米碳酸钙的物化性质和主要纳米特性 37

2.1 纳米碳酸钙产品的物化性质 37

2.1.1 纳米碳酸钙产品的物理性质 37

2.1.2 纳米碳酸钙产品的主要化学性质 39

2.2 纳米碳酸钙产品的主要纳米特性 41

2.2.1 量子尺寸效应 42

2.2.2 表面效应 43

2.2.3 小尺寸效应 44

2.2.4 宏观量子隧道效应 48

3 纳米碳酸钙生产对原料的关键要求 49

3.1 石灰石的关键要求 49

3.1.1 石灰石的物理性能 49

3.1.2 石灰石的主要化学成分 51

3.1.3 纳米碳酸钙生产对石灰石的关键要求 52

3.2 纳米碳酸钙生产对燃料的关键要求 52

3.2.1 煅烧过程概述 52

3.2.2 对焦炭的关键要求 53

3.2.3 对无烟煤的关键要求 54

3.2.4 对液体燃料的关键要求 55

3.2.5 对气体燃料的关键要求 56

3.3 纳米碳酸钙生产对生石灰的关键要求 56

3.4 纳米碳酸钙生产对碳化气的关键要求 57

3.5 纳米碳酸钙生产对工艺用水的关键要求 58

4 纳米碳酸钙的关键生产技术 60

4.1 生石灰生产关键技术 60

4.1.1 石灰石的块度与煅烧时间、温度的关系 61

4.1.2 石灰石煅烧速度与温度关系 62

4.1.3 纳米碳酸钙生产对固体燃料块度的要求 63

4.1.4 石灰石煅烧与风量的关系 64

4.1.5 轻烧石灰与过烧石灰 66

4.2 消化关键技术 67

4.2.1 消化机的选择 68

4.2.2 生石灰的质量对纳米碳酸钙产品质量的影响 69

4.2.3 灰水比的选择 70

4.2.4 消化温度的选择 70

4.3 精浆陈化关键技术 71

4.4 晶型导向及分散关键技术 72

4.4.1 结晶导向关键技术 72

4.4.2 分散关键技术 74

4.5 碳化关键技术 77

4.5.1 低温间歇鼓泡碳化关键技术 77

4.5.2 常温连续喷雾碳化关键技术 79

4.5.3 低温带搅拌器的反应釜碳化关键技术 80

4.5.4 超重力反应结晶关键技术 81

4.6 熟浆陈化关键技术 83

4.7 表面改性关键技术 84

4.7.1 表面活化改性的必要性 84

4.7.2 碳酸钙分子的结构模型 85

4.7.3 活性碳酸钙的结构模型示意图 87

4.7.4 活化机理探讨 90

4.7.5 常用的表面活性剂和改性方法 91

4.7.6 表面活性剂的选择原则 99

4.7.7 碳酸钙的表面处理工艺 102

4.7.8 其它表面改性方法 106

4.7.9 我国纳米碳酸钙表面改性技术存在的问题 107

4.7.10 国内表面活化改性技术的现状 108

4.7.11 我国纳米碳酸钙表面改性技术的发展方向 109

4.8 干燥关键技术 111

4.8.1 烘房干燥关键技术 112

4.8.2 转筒烘干关键技术 113

4.8.3 喷雾干燥关键技术 114

4.8.4 旋转闪蒸干燥关键技术 115

4.8.5 带式干燥工艺关键技术 117

4.8.6 二级组合干燥关键技术 119

4.8.7 二级组合干燥法的优势与不足 122

5 高浓度CO2生产纳米碳酸钙的关键技术 126

5.1 高浓度CO2生产纳米碳酸钙的有利条件分析 126

5.1.1 高浓度CO2生产纳米碳酸钙问题的提出 126

5.1.2 氮肥厂富余CO2的估算 126

5.1.3 合成氨弛放气用作干燥热源 129

5.1.4 高浓度CO2生产纳米碳酸钙的有利条件 130

5.2 高浓度CO2联产纳米碳酸钙的工艺流程 131

5.3 高浓度CO2生产纳米碳酸钙的生产技术特点 132

5.4 技术经济分析 133

6 生产纳米碳酸钙的三级连续加压鼓泡碳化新工艺 135

6.1 三级连续加压鼓泡碳化法的局部流程示意图、说明及其分析 135

6.1.1 三级连续加压鼓泡碳化法的局部流程示意图 135

6.1.2 工艺流程说明 135

6.1.3 工艺流程特点分析 137

6.1.4 三级连续鼓泡碳化新工艺的优势与不足 142

6.2 三级连续加压鼓泡碳化法的理论基础 142

6.2.1 碳化反应是气—液—固［Ca(OH)2（s）］—固［CaCO3（s）］四相反应体系 142

6.2.2 连续鼓泡碳化塔为拟平推流反应器 143

6.2.3 碳化过程跟踪及碳化终点判断 144

6.2.4 不同碳化反应阶段固体粒子的微观形态 146

6.3 三级连续加压鼓泡碳化法的工艺流程 146

6.4 碳化反应过程工艺条件分析 148

6.4.1 温度对产品晶型和粒径的影响 148

6.4.2 浆液浓度对产品晶型和粒径的影响 150

6.4.3 CO2气体浓度对产品晶型和粒径的影响 152

6.4.4 碳化气流量对产品平均粒径和反应时间的影响 153

6.4.5 晶型导向剂的加入时间对产品晶型和粒径的影响 154

6.4.6 搅拌速度对产品晶型和粒径的影响 156

6.5 三级连续加压鼓泡碳化新工艺的物料衡算 157

6.5.1 物料衡算说明及其计算基准 158

6.5.2 物料衡算框图 161

6.5.3 消化过程的物料衡算 161

6.5.4 石灰乳的配制 163

6.5.5 碳化过程的物料衡算 164

6.5.6 活性剂的物料衡算 165

6.5.7 碳化后处理工序的物料衡算 165

6.5.8 主要物料衡算表 166

6.6 三级连续加压鼓泡碳化新工艺的热量衡算 167

6.6.1 连续消化机的热量衡算 167

6.6.2 副产蒸汽的连续消化罐的热量衡算 168

6.6.3 碳化塔的热量衡算 170

6.6.4 带式串闪蒸二级干燥系统的热量衡算 172

6.7 碳化反应过程及机理分析 174

6.7.1 碳化过程的化学反应机理 174

6.7.2 碳化过程化学反应机理分析 176

6.8 碳化过程的传质模型——四膜模型 178

6.9 连续鼓泡碳化塔的停留时间分布 183

6.10 主要设备选型 184

6.10.1 制冷机选型 184

6.10.2 连续鼓泡碳化塔的设备计算 185

6.11 主要经济技术指标 187

6.11.1 生产成本估算 187

6.11.2 主要生产设备 188

6.11.3 分析检验仪器 189

7 纳米碳酸钙与其它化工产品联合生产的关键技术 190

前言 190

7.1 氮肥厂联产纳米碳酸钙关键技术 191

7.1.1 氮肥厂联产纳米碳酸钙可行性分析 191

7.1.2 氮肥厂联产纳米碳酸钙碳化过程的化学反应机理及分析 192

7.1.3 氮肥厂联产纳米碳酸钙碳化过程的碳化终点判断 193

7.1.4 尿素生产过程的未反应气对碳化反应速度和产品质量的影响 194

7.1.5 氮肥厂联产纳米碳酸钙的新工艺流程及流程分析 195

7.1.6 氮肥厂联产纳米碳酸钙的应用前景 199

7.2 电石渣联产纳米碳酸钙的关键技术 199

7.2.1 引言 199

7.2.2 电石渣的应用研究综述 200

7.2.3 用电石渣制备碳酸钙的基本原理 202

7.2.4 预处理工序 203

7.2.5 电石渣联产纳米碳酸钙工艺流程示意图 205

7.2.6 电石渣联产纳米碳酸钙的应用前景 206

7.3 硝酸厂联产纳米碳酸钙关键技术 206

7.3.1 硝酸工业概述 206

7.3.2 硝酸生产的主要过程 207

7.3.3 硝酸工业联产纳米碳酸钙的工艺流程示意图 208

7.3.4 硝酸工业联产纳米碳酸钙的应用前景 209

7.4 纯碱厂联产纳米碳酸钙的关键技术 209

7.4.1 联合法制纯碱生产工艺简介 209

7.4.2 纯碱厂联产纳米碳酸钙的生产工艺流程示意图与反应原理 210

7.4.3 联合法制纯碱工艺中富余CO2的数量估算 210

7.4.4 联合制碱工艺联产纳米碳酸钙的应用前景 211

8 纳米碳酸钙生产过程质量控制关键技术 212

8.1 石灰生产过程质量控制关键技术 212

8.1.1 石灰石的理化性质 212

8.1.2 纳米碳酸钙生产对石灰石的品质要求 212

8.1.3 石灰石煅烧质量控制关键技术 213

8.2 石灰消化过程质量控制关键技术 214

8.2.1 石灰乳制备关键技术 214

8.2.2 石灰乳精制关键技术 215

8.3 碳化过程质量控制关键技术 215

8.3.1 石灰乳浓度控制关键技术 215

8.3.2 碳化温度控制关键技术 216

8.3.3 碳化搅拌速度控制关键技术 218

8.3.4 碳化反应CO2浓度、流量、压力控制关键技术 219

8.3.5 碳化反应中晶种控制关键技术 220

8.3.6 碳化反应添加剂的选择和控制关键技术 221

8.3.7 过碳化控制关键技术 222

8.4 碳化终点的指示关键技术 222

8.4.1 根据电导率的变化来指示终点 222

8.4.2 根据pH值的变化来指示终点 223

8.4.3 根据溶液的温度变化来指示终点 223

8.4.4 根据体系的压力变化来指示反应终点 223

8.5 纳米碳酸钙活化改性生产过程控制关键技术 223

8.5.1 活化处理方式的选择 223

8.5.2 活化处理剂的选择 224

8.5.3 活性剂的用量 224

8.5.4 活化处理温度的选择 225

8.5.5 浆液浓度的选择 225

8.5.6 活化反应器的选择 226

8.5.7 搅拌速度的选择 226

8.5.8 活化时间的选择 226

8.6 纳米碳酸钙脱水生产控制关键技术 226

8.7 纳米碳酸钙干燥过程的质量控制关键技术 227

9 纳米碳酸钙生产过程检验与分析关键技术 229

9.1 初级原料检验与分析关键技术 229

9.1.1 石灰石分析关键技术 229

9.1.2 煤、焦分析关键技术 234

9.1.3 水分析关键技术 238

9.1.4 添加剂、活性剂及其它辅助原材料的分析 245

9.2 二级原料检验与分析关键技术 245

9.2.1 生石灰质量检验与分析关键技术 245

9.2.2 碳化气各组分检验与分析关键技术 246

9.3 中间产品检验与分析关键技术 259

9.3.1 石灰乳检验与分析关键技术 259

9.3.2 碳化过程碳酸钙悬乳液碳化度的测定 261

9.3.3 碳酸钙滤饼及干燥过程中水分的测定 262

9.4 纳米碳酸钙产品质量检验与分析关键技术 262

9.4.1 纳米碳酸钙产品质量的国家标准及检测标准 262

9.4.2 纳米碳酸钙产品与应用性能相关的指标的检验与分析关键技术 262

9.4.3 纳米碳酸钙产品质量检验规则 267

9.4.4 纳米碳酸钙产品的标志和质量证书 268

9.4.5 纳米碳酸钙产品的包装、运输和贮存 268

10 纳米碳酸钙应用关键技术 269

10.1 纳米碳酸钙在塑料工业中应用的关键技术 269

10.1.1 纳米碳酸钙填料在塑料中重要作用 269

10.1.2 纳米碳酸钙填充在塑料中的关键技术 271

10.1.3 纳米碳酸钙在塑料工业中的应用前景 272

10.2 纳米碳酸钙在橡胶制品中应用的关键技术 273

10.2.1 纳米碳酸钙填充在橡胶中作用 273

10.2.2 纳米碳酸钙填充在橡胶中的关键技术 274

10.2.3 纳米碳酸钙在橡胶工业中的应用前景 275

10.3 纳米碳酸钙在胶黏剂、密封胶工业中应用的关键技术 276

10.3.1 纳米碳酸钙用在胶黏剂、密封胶中的作用 276

10.3.2 胶黏剂、密封胶中对纳米碳酸钙的几个关键技术 276

10.3.3 纳米碳酸钙在胶黏剂、密封胶工业中应用的前景 278

10.4 纳米碳酸钙在涂料工业中应用的关键技术 279

10.4.1 纳米碳酸钙填充在涂料中的作用 279

10.4.2 纳米碳酸钙在涂料工业中应用的关键技术 280

10.4.3 纳米碳酸钙在涂料工业中的应用前景 280

10.5 纳米碳酸钙在造纸工业中应用的关键技术 281

10.5.1 纳米碳酸钙对纸张性能的影响 281

10.5.2 纳米碳酸钙在造纸工业应用的关键技术 282

10.5.3 纳米碳酸钙在造纸工业的应用前景 285

10.6 纳米碳酸钙在油墨工业中应用的关键技术 286

10.6.1 纳米碳酸钙在油墨工业中的重要作用 286

10.6.2 油墨工业对纳米碳酸钙的个性化要求 287

10.6.3 影响纳米碳酸钙在油墨中应用的关键技术 287

10.6.4 纳米碳酸钙在油墨工业中的应用前景 288

10.7 在保健食品、饲料、医药、日化中的应用 289

11 纳米碳酸钙安全生产与环境保护关键技术 291

11.1 纳米碳酸钙安全生产关键技术 291

11.1.1 工艺过程安全生产关键技术 291

11.1.2 碳酸钙生产化工单元安全技术 295

11.2 碳酸钙生产的环境保护关键技术 300

11.2.1 碳酸钙生产中的粉尘及其治理 301

11.2.2 碳酸钙生产中的废水及其治理 305

11.2.3 碳酸钙生产中的废渣及其治理 307

12 纳米碳酸钙生产技术的未来展望 309

12.1 碳酸钙工业依然是朝阳工业 309

12.1.1 从发达国家来看碳酸钙行业 309

12.1.2 从中国的角度来看碳酸钙行业发展前景 311

12.2 纳米碳酸钙生产技术的发展展望 312

12.2.1 管理要科学化、系统化 312

12.2.2 设备要现代化、精密化 313

12.2.3 人员要知识化、专业化 316

12.2.4 产品要系列化、精细化 317

12.2.5 活化技术要复合化 317

12.2.6 干燥工序要组合化 318

12.2.7 系统工程化 319

12.2.8 应用研究与基础理论研究要双管齐下 319

附录 321

附录一 CO2在水中的溶解度 321

附录二 氢氧化钙在水中的溶解度 321

附录三 碳酸钙在15℃水中的溶解度 322

附录四 Ca(OH)2和CaCO3的密度与质量分数对照 322

附录五 常用液体的重要物理性质 323

附录六 常用筛网规格型号（平织） 323

附录七 干空气的物理性质（101.3kPa） 324

附录八 常用气体的重要物理性质（101.3kPa） 326

参考文献 327