轻质及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 14

1.2.1碳酸钙工业的分类 14

1.2.2按照是否进行表面处理分类 15

1.2.3按其专门的用途分类 16

1.2.4按照碳酸钙的不同晶型和形貌分类 16

1.2.5按粒径进行分类 23

1.3碳酸钙的主要技术指标 24

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 24

1.3.2沉淀碳酸钙的主要技术指标分析比较 25

1.4纳米碳酸钙与普通轻钙和活性轻钙的工艺比较 32

1.4.1工艺流程图的比较 32

1.4.2工艺条件的比较 34

1.4.3纳米碳酸钙与普通轻质碳酸钙的性能比较 37

1.5我国碳酸钙工业存在的主要问题 37

1.5.1结构与规模问题 38

1.5.2体制与技术问题 39

1.6碳酸钙工业在化学工业中的重要地位和作用 39

1.7纳米碳酸钙产品的物化性质 41

1.7.1纳米碳酸钙产品的物理性质 41

1.7.2纳米碳酸钙产品的主要化学性质 42

1.8纳米碳酸钙产品的主要纳米特性 45

1.8.1量子尺寸效应 46

1.8.2表面效应 47

1.8.3小尺寸效应 49

1.8.4宏观量子隧道效应 53

2 纳米碳酸钙生产的关键技术 54

2.1纳米碳酸钙生产对原料的关键要求 54

2.1.1对石灰石的关键要求 54

2.1.2对燃料的关键要求 57

2.1.3对石灰的关键要求 61

2.1.4对碳化气的关键要求 62

2.1.5对工艺用水的关键要求 64

2.2生石灰生产关键技术 64

2.2.1石灰石的块度与煅烧时间、温度的关系 65

2.2.2石灰石煅烧速度与温度关系 67

2.2.3纳米碳酸钙生产对固体燃料块度的要求 69

2.2.4石灰石煅烧与风量的关系 69

2.2.5轻烧石灰与过烧石灰 72

2.2.6石灰窑的热效率与燃料配比 73

2.2.7自动上料石灰窑的自动控制系统 73

2.2.8石灰活性与原生碳酸钙的关系 74

2.3消化关键技术 75

2.3.1石灰消化的基本原理与工艺流程 75

2.3.2石灰乳波美度与质量分数的关系 76

2.3.3熟浆波美度与质量分数的关系 78

2.3.4消化过程工艺条件的优化 78

2.4精浆陈化关键技术 82

2.5晶型导向及分散关键技术 83

2.5.1结晶导向关键技术 83

2.5.2分散关键技术 86

2.6碳化关键技术 89

2.6.1低温间歇鼓泡碳化关键技术 89

2.6.2常温连续喷雾碳化关键技术 91

2.6.3低温带搅拌器的反应釜碳化关键技术 92

2.6.4超重力反应结晶关键技术 93

2.6.5碳化过程游离碱控制技术 95

2.6.6碳化过程平均粒径控制技术 96

2.6.7熟浆陈化关键技术 99

2.7表面改性关键技术 99

2.7.1表面活化改性的必要性 99

2.7.2碳酸钙分子的结构模型 100

2.7.3活性碳酸钙的结构模型示意图 102

2.7.4活化机理探讨 106

2.7.5常用的表面活性剂和改性方法 107

2.7.6表面活性剂的选择原则 117

2.7.7碳酸钙的表面处理工艺 120

2.7.8纳米碳酸钙表面改性新技术 126

2.7.9国内表面活化改性技术现状及存在问题 129

2.7.10我国纳米碳酸钙表面改性技术的发展方向 132

2.8干燥关键技术 134

2.8.1烘房干燥关键技术 135

2.8.2回转滚筒间接干燥关键技术 136

2.8.3喷雾干燥关键技术 138

2.8.4旋转闪蒸干燥关键技术 140

2.8.5带式干燥工艺关键技术 141

2.8.6二级组合干燥法关键技术 143

2.8.7二级组合干燥法的优势与不足 146

3 生产轻质（纳米）碳酸钙的主要设备 150

3.1石灰石原料准备工段的主要设备选择 150

3.1.1石灰石原料的特点 150

3.1.2石灰石的矿石开采 150

3.1.3石灰石选矿与加工的生产流程 152

3.1.4选矿与加工设备 153

3.2石灰窑及其附属设备的选择 156

3.2.1石灰窑的选择 156

3.2.2窑气净化系统及洗气塔、吸收塔 159

3.2.3直线振动筛 160

3.3消化机的选择 161

3.3.1对消化机的基本要求 162

3.3.2箱式消化机的结构特点 162

3.3.3回转式后排消化机 164

3.3.4消化机的自动控制 165

3.4浆液精制设备 167

3.4.1初级分离设备 167

3.4.2旋液分离器及多级旋液分离器的工艺流程 169

3.5鼓泡碳化塔及窑气压缩设备的选择 170

3.5.1鼓泡碳化塔的选择 170

3.5.2空压机和罗茨鼓风机的选择 171

3.6增浓脱水及设备的选择 174

3.6.1斜板增浓器 174

3.6.2固液分离设备 175

3.7干燥设备的选择 177

3.7.1轻质碳酸钙专用导热油加热滚筒连续干燥机 177

3.7.2盘式连续干燥器 180

3.7.3旋转闪蒸干燥器 183

3.7.4链（带）式干燥器 184

3.7.5桨叶式干燥机 185

3.8干法改性设备 186

3.9解聚筛分及包装设备 187

3.9.1 QS-160型气流筛粉机 187

3.9.2自动定量包装机的工作原理 189

3.10主要经济技术指标 191

3.10.1纳米碳酸钙生产成本估算 191

3.10.2纳米碳酸钙生产主要设备 191

3.10.3分析检验仪器 192

4 高浓度二氧化碳生产纳米碳酸钙的关键技术 194

4.1高浓度二氧化碳生产纳米碳酸钙的有利条件 194

4.1.1高浓度CO2生产纳米碳酸钙的提出 194

4.1.2氮肥厂富余CO2的估算 194

4.1.3合成氨弛放气可作干燥热源 197

4.1.4高浓度CO2生产纳米碳酸钙的有利条件 198

4.2高浓度CO2联产纳米碳酸钙的工艺流程 199

4.3高浓度CO2生产纳米碳酸钙的生产技术特点 200

4.4技术经济分析 201

5 三级连续加压鼓泡碳化新工艺 203

5.1三级连续加压鼓泡碳化法的局部流程示意图、说明及其分析 203

5.1.1三级连续加压鼓泡碳化法的局部流程示意图 203

5.1.2工艺流程说明 203

5.1.3工艺流程特点分析 205

5.1.4三级连续鼓泡碳化新工艺的优势与不足 210

5.2三级连续加压鼓泡碳化法的理论基础 211

5.2.1碳化反应是气-液-固[Ca（OH）2（s）]-固[CaCO3（s）]四相反应体系 211

5.2.2连续鼓泡碳化塔为拟平推流反应器 212

5.2.3碳化过程跟踪及碳化终点判断 213

5.2.4不同碳化反应阶段固体粒子的微观形态 214

5.3连续鼓泡碳化法的工艺流程 215

5.4碳化反应过程工艺条件分析 215

5.4.1碳化反应温度对产品晶型和粒径的影响 215

5.4.2浆液浓度对产品晶型和粒径的影响 218

5.4.3 CO2气体的浓度对产品晶型和粒径的影响 221

5.4.4碳化气体流量对产品平均粒径和反应时间的影响 221

5.4.5晶型导向剂的加入时间对碳酸钙晶型和粒径的影响 222

5.4.6搅拌速度对碳酸钙晶型和粒径大小的影响 224

5.5生产纳米碳酸钙的三联产绿色新工艺 226

5.5.1现有纳米碳酸钙生产过程中的废渣、废水、废气数量 226

5.5.2生产纳米碳酸钙的三联产绿色新工艺 228

5.5.3消化过程的物料衡算 233

5.5.4石灰乳的配制 234

5.5.5碳化过程的物料衡算 235

5.5.6活性剂的物料衡算 236

5.5.7碳化后处理工序的物料衡算 236

5.5.8主要物料衡算 237

5.6连续鼓泡碳化新工艺的热量衡算 238

5.6.1连续消化机的热量衡算 238

5.6.2副产蒸汽连续消化罐的热量衡算 239

5.6.3碳化塔的热量衡算 241

5.6.4带式串闪蒸二级干燥系统的热量衡算 243

5.7碳化反应过程及机理分析 245

5.7.1碳化过程的化学反应机理 245

5.7.2碳化过程化学反应机理分析 247

5.7.3碳化过程的传质模型——四膜模型 249

5.8主要设备的选型 256

5.8.1制冷机的选型 256

5.8.2连续鼓泡碳化塔的设备计算 259

6 纳米碳酸钙与其他化工产品联合生产的关键技术 261

6.1氮肥厂联产纳米碳酸钙关键技术 262

6.1.1氮肥厂联产纳米碳酸钙可行性分析 262

6.1.2氮肥厂联产纳米碳酸钙碳化过程的化学反应机理及分析 263

6.1.3氮肥厂联产纳米碳酸钙碳化过程的碳化终点判断 264

6.1.4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 265

6.1.5氮肥厂联产纳米碳酸钙的新工艺流程及流程分析 265

6.1.6氮肥厂联产纳米碳酸钙的应用前景 269

6.2电石渣联产纳米碳酸钙的关键技术 269

6.2.1电石渣的应用研究综述 270

6.2.2用电石渣制备碳酸钙的基本原理 272

6.2.3电石渣联产纳米碳酸钙工艺流程 273

6.2.4电石渣生产纳米碳酸钙工艺流程 275

6.2.5电石渣联产纳米碳酸钙的应用前景 276

6.3硝酸厂联产纳米碳酸钙的关键技术 277

6.3.1硝酸厂联产纳米碳酸钙的可行性和有利条件 277

6.3.2“三联产绿色新工艺”流程 280

6.3.3硝酸厂联产纳米碳酸钙的效益分析 283

6.4纯碱厂联产纳米碳酸钙的关键技术 285

6.4.1联碱厂联产纳米碳酸钙的可行性与优势 285

6.4.2“四联产绿色新工艺”流程与特点 287

6.4.3“四联产绿色新工艺”的效益分析 290

7 纳米碳酸钙生产过程质量控制关键技术 293

7.1石灰生产过程质量控制关键技术 293

7.1.1石灰石的理化性质 293

7.1.2纳米碳酸钙生产对石灰石的品质要求 293

7.1.3石灰石煅烧质量控制关键技术 294

7.1.4石灰立窑的操作规程 294

7.1.5石灰立窑常见故障及其处理技术 298

7.2石灰消化过程质量控制关键技术 300

7.2.1石灰乳制备关键技术 300

7.2.2石灰乳精制关键技术 300

7.3碳化过程质量控制关键技术 301

7.3.1石灰乳浓度控制关键技术 301

7.3.2碳化温度控制关键技术 302

7.3.3碳化搅拌速度控制关键技术 303

7.3.4碳化反应CO2浓度、流量、压力控制关键技术 304

7.3.5碳化反应中晶种控制关键技术 306

7.3.6碳化反应添加剂的选择和控制关键技术 306

7.3.7过碳化控制关键技术 307

7.4碳化终点的指示关键技术 308

7.4.1根据电导率的变化来指示终点 308

7.4.2根据pH值的变化来指示终点 308

7.4.3根据溶液的温度变化来指示终点 308

7.4.4根据体系的压力变化来指示终点 308

7.5纳米碳酸钙湿法活化改性生产过程控制关键技术 309

7.5.1活化处理方式的选择 309

7.5.2湿法活化处理剂的选择 309

7.5.3湿法活性剂的用量 309

7.5.4湿法活化处理温度的选择 310

7.5.5浆液浓度的选择 311

7.5.6活化反应器的选择 311

7.5.7搅拌速度的选择 311

7.5.8活化时间的选择 312

7.6纳米碳酸钙脱水生产的控制关键技术 312

7.7纳米碳酸钙干燥过程的质量控制关键技术 312

7.8轻质碳酸钙生产碱度偏高的原因及控制措施 313

7.8.1碱度偏高的原因 314

7.8.2控制碱度偏高的措施 316

7.9沉降体积大小的控制关键技术 316

7.10 PCC白度控制及化学增白关键技术 318

8 纳米碳酸钙生产过程检验与分析关键技术 320

8.1初级原料检验与分析关键技术 320

8.1.1石灰石分析关键技术 320

8.1.2煤焦分析关键技术 325

8.1.3水分析关键技术 330

8.1.4添加剂、活性剂及其他辅助原材料的分析 337

8.2二级原料检验与分析关键技术 337

8.2.1生石灰质量检验与分析关键技术 337

8.2.2碳化气各组分检验与分析关键技术 338

8.3中间产品检验与分析关键技术 351

8.3.1石灰乳检验与分析关键技术 351

8.3.2碳化过程中碳酸钙悬乳液碳化度的测定 353

8.3.3碳酸钙滤饼及干燥过程中水分的测定 353

8.4纳米碳酸钙产品质量检验与分析关键技术 354

8.4.1纳米碳酸钙产品质量的国家标准及检测标准 354

8.4.2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 355

8.4.3纳米碳酸钙产品质量检验规则 360

8.4.4纳米碳酸钙产品的标志和标签 360

8.4.5纳米碳酸钙产品的包装、运输和贮存 361

9 纳米碳酸钙应用关键技术 362

9.1纳米碳酸钙在塑料工业中应用的关键技术 362

9.1.1纳米碳酸钙填料在塑料中重要作用 362

9.1.2纳米碳酸钙填充在塑料中的关键技术 364

9.1.3纳米碳酸钙在塑料工业中的应用前景 366

9.2纳米碳酸钙填充在橡胶制品中的关键技术 367

9.2.1纳米碳酸钙填充在橡胶中的作用 367

9.2.2纳米碳酸钙填充在橡胶中的关键技术 368

9.2.3纳米碳酸钙在橡胶工业中的应用前景 369

9.3纳米碳酸钙在胶黏剂、密封胶工业中应用的关键技术 370

9.3.1纳米碳酸钙用在胶黏剂、密封胶中的作用 370

9.3.2胶黏剂、密封胶中对纳米碳酸钙的几个关键技术 370

9.3.3纳米碳酸钙在胶黏剂、密封胶工业中应用的前景 372

9.4纳米碳酸钙在涂料工业中应用的关键技术 373

9.4.1纳米碳酸钙填充在涂料中的作用 373

9.4.2纳米碳酸钙在涂料工业中应用的关键技术 373

9.4.3纳米碳酸钙在涂料工业中的应用前景 374

9.5纳米碳酸钙在造纸工业中应用的关键技术 374

9.5.1纳米碳酸钙在纸张中的重要作用及其对纸张性能的影响 374

9.5.2纳米碳酸钙在造纸工业应用的关键技术 375

9.5.3纳米碳酸钙在造纸工业的应用前景 379

9.5.4风头正劲的“石头纸”生产技术 380

9.6纳米碳酸钙在油墨工业中应用的关键技术 382

9.6.1纳米碳酸钙在油墨工业中的重要作用 382

9.6.2油墨工业对纳米碳酸钙的个性化要求 382

9.6.3影响纳米碳酸钙在油墨中应用的关键技术 383

9.6.4纳米碳酸钙在油墨工业中的应用前景 384

9.7保健食品、饲料工业、医药工业与日化 385

9.8在针状硅灰石晶体表面纳米修饰应用技术 386

9.8.1试验部分 387

9.8.2结果与讨论 389

9.8.3结论 396

10 纳米碳酸钙安全生产与环境保护关键技术 399

10.1纳米碳酸钙安全生产关键技术 399

10.1.1工艺过程安全生产关键技术 399

10.1.2碳酸钙生产的化工单元安全技术 403

10.2碳酸钙生产的环境保护关键技术 409

10.2.1碳酸钙生产中的粉尘及其治理 410

10.2.2碳酸钙生产中的废水及其治理 414

10.2.3碳酸钙生产中的废渣及其治理 416

11 纳米碳酸钙生产技术的展望 418

11.1碳酸钙工业依然是朝阳工业 418

11.1.1从发达国家来看碳酸钙行业 418

11.1.2从中国的角度来看碳酸钙行业发展前景 421

11.2纳米碳酸钙生产技术的发展展望 422

11.2.1管理要科学化、系统化 422

11.2.2设备要现代化、精密化 423

11.2.3人员要知识化、专业化 426

11.2.4产品要系列化、精细化 426

11.2.5活化技术要复合化 427

11.2.6干燥工序要组合化 428

11.2.7系统工程化 428

11.2.8应用研究与基础理论研究要双管齐下 429

附录 431

一、CO2在水中的溶解度（101.3kPa） 431

二、氢氧化钙在水中的溶解度 431

三、碳酸钙在15℃水中的溶解度 432

四、Ca（OH）2和CaCO3的密度与质量分数对照（25℃） 432

五、常用液体的重要物理性质（20℃，101.3kPa） 432

六、常用筛网规格型号（平织） 433

七、常用筛网（材料为304或316）规格型号（斜织） 434

八、干空气的物理性质（101.3kPa） 434

九、常用气体的重要物理性质（101.3kPa） 435

参考文献 436