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¿Carbonato de calcio esférico "no como una pelota", más agente de control? ¿O atrapar una embarcación?

¿Carbonato de calcio esférico "no como una pelota", más agente de control? ¿O atrapar una embarcación?

El carbonato de calcio es un tipo de producto de sal inorgánica funcional, que no solo se puede usar como relleno para reducir el costo del producto, sino también lograr el propósito de mejorar el rendimiento del producto. Es ampliamente utilizado en tinta, plástico, fabricación de papel, caucho, medicina, cerámica electrónica, recubrimientos y otros campos.

Entre ellos, el carbonato de calcio esférico tiene un área de superficie específica más alta, una mayor solubilidad y dispersión y una densidad más pequeña, lo que es más propicio para mejorar las propiedades físicas, el llenado y la impresión del producto de destino en la aplicación, y también es un material estructural importante en el cuerpo biológico.

En la naturaleza, existen tres tipos de estructuras cristalinas de carbonato de calcio: calcita, aragonito y aragonito esferoidal. En la mayoría de los casos, el carbonato de calcio esférico se hace crecer a partir de la esferragonita, pero la esferragonita pertenece al tipo de cristal más inestable térmicamente y se convierte fácilmente en aragonita y calcita. Por lo tanto, el carbonato de calcio esférico se sintetiza principalmente por medios artificiales.

En la actualidad, los métodos sintéticos de carbonato cálcico esférico incluyen principalmente el método de carbonización, el método de descomposición múltiple, el método de síntesis biónica, el método de microemulsión, etc. El método de carbonización toma CaO y CO2 como materias primas. El CaO se digiere primero para producir Ca (OH) 2 y luego se burbujea CO2 en el líquido digestivo. El Ca (OH) 2 reacciona con el CO2 para producir carbonato de calcio. El método de doble descomposición consiste en disolver la sal de calcio soluble y el carbonato en el disolvente, dejar que los dos reaccionen bajo la acción de un agente de control de cristales específico, para obtener el método de carbonato de calcio.

1. Carbonización de alta gravedad

Utilizando una alta concentración de hidróxido de calcio como materia prima, etanol-agua como disolvente y ácido L-aspártico como agente controlador de cristales, se preparó carbonato de calcio esférico con alta esfericidad, buena dispersión y distribución de tamaño de partícula estrecha. La suspensión de carbonato cálcico se centrifuga para obtener el producto y el filtrado, que se utiliza nuevamente como solvente de hidróxido cálcico, para que el solvente del sistema pueda ser reciclado.

1.1 Estudio sobre el mecanismo de peletización del carbonato de calcio por el método de carbonización por supergravedad

Según la teoría clásica, la formación de cristales se divide en dos pasos: nucleación y crecimiento. En otras palabras, los núcleos de cristal se forman en la solución sobresaturada, y luego los iones de cristal se apilan en los núcleos de cristal de acuerdo con una determinada estructura de red, duplicando constantemente las células de cristal, y el cristal crece gradualmente.

En el proceso de cristalización del carbonato de calcio, los iones Ca2 + y CO32- forman primero el carbonato de calcio amorfo ACC, que es una partícula esférica muy inestable. En muy poco tiempo, ACC se transforma rápidamente en calcita o esferragonita según los diferentes entornos de reacción. Por un lado, la calcita crece en cubos de carbonato de calcio; Por otro lado, la esferragonita se convierte en carbonato de calcio esférico, pero la esferragonita pertenece al tipo de cristal metaestable, que se someterá a un proceso adicional de disolubilidad-recristalización y finalmente se transformará en carbonato de calcio cúbico de calcita termodinámicamente estable.

1.2 Aspectos destacados de la preparación de carbonato de calcio esférico mediante el método de carbonización de alta gravedad

El reactor de alta gravedad tiene una enorme fuerza centrífuga para convertir la lechada en una película líquida, mejorar la tasa de renovación de la superficie del material, fortalecer la transferencia de masa, evitar que el hidróxido de calcio se recubre y proporcionar un buen entorno para el crecimiento de carbonato de calcio esférico perfecto. .

2. Síntesis biomimética de organismos simulados

Hay dos componentes orgánicos principales en los organismos vivos que regulan la mineralización biológica, y estos dos componentes orgánicos se dividen en:

(1) Polímeros hidrófilos solubles, como proteínas, glicoproteínas y polisacáridos, que pueden inducir cambios en el estado de fase de los minerales biológicos.

(2) Armazones orgánicos insolubles que tienen una influencia clave en la nucleación y morfología de los cristales, como la oseína en los huesos y la quitina en las conchas.

Y.tanaka y col. estudiaron que cuando se usaba polímero de poliamida-amina (dendrítico) como inductor, primero formaba un complejo con iones de calcio. Los extremos oleofílicos de estos complejos se juntaron y formaron muchas gotas diminutas bajo la acción de la solución circundante. Después de la adición de poliamida, los iones de calcio y los iones de carbonato se nuclean, cristalizan y crecen en forma de carbonato de calcio esférico en pequeñas gotas. Además, Zou Kongbiao et al. obtenido carbonato cálcico esférico de tipo esfragonita mediante reacción controlada utilizando alcohol polivinílico (PVA) como matriz orgánica.

Método de descomposición compuesta

Bajo el control de la matriz orgánica, se obtuvo polvo de carbonato de calcio filtrando la solución de sal de calcio mezclada con la solución de carbonato bajo ciertas condiciones. Las sales de calcio comúnmente usadas son nitrato de calcio, cloruro de calcio y acetato de calcio, y los carbonatos comúnmente usados ​​son carbonato de amonio, bicarbonato de amonio, bicarbonato de sodio y bicarbonato de sodio.

En comparación con el método de carbonización, el método de doble descomposición es más complejo y muchos factores, como el disolvente, el agente de control del tipo de cristal y los parámetros del proceso, afectarán la morfología del carbonato de calcio. Pero desde otro punto de vista, el método de descomposición compleja también es muy adecuado para la regulación de la morfología del carbonato de calcio.

4 método de síntesis biónica + método de descomposición de compuestos

Ting-ting tan y otros serán el método de síntesis biomimética biológica y el método de doble descomposición, las ventajas de la unión orgánica, extraerán lecciones de la síntesis biomimética del modelado biológico del tipo de cristal y la función de control de la morfología, utilizando el método de intercambio iónico líquido confirmado por cloruro de calcio y sodio carbonato como materias primas, diversas condiciones de proceso sobre la influencia de la estructura cristalina de carbonato de calcio, morfología y tamaño de partícula, y la preparación de la preparación de tamaño de partícula uniforme, carbonato de calcio esférico de calcita lisa.

4.1 Nitrato de calcio y carbonato de sodio como materias primas

El proceso tecnológico de preparación de carbonato de calcio esférico a partir de nitrato de calcio y carbonato de sodio mediante la combinación de síntesis biónica simulada y método de doble descomposición.

4.2 Cloruro de calcio y carbonato de sodio como materias primas

El proceso tecnológico de preparación de carbonato de calcio esférico a partir de cloruro de calcio y carbonato de sodio mediante la combinación del método de síntesis biónica simulada y el método de doble descomposición.

4.3 Principales conclusiones

Además del regulador de cristal que afecta directamente a la morfología del carbonato de calcio esférico, la concentración de reactivo, la relación de reactivo, el tiempo de reacción y la temperatura de reacción pueden afectar la forma del cristal, la morfología y el tamaño de partícula del carbonato de calcio. La velocidad de caída y el tiempo de envejecimiento del carbonato de sodio no tienen ningún efecto sobre la forma cristalina del carbonato de calcio, pero afectan principalmente el tamaño de partícula del carbonato de calcio.

Influencia de los aditivos en la morfología cristalina del carbonato cálcico esférico

El agente de control de cristales puede inducir o guiar la forma del cristal en el proceso de reacción, cambiar las propiedades de la interfaz y la sobresaturación del sistema, promover o inhibir la velocidad de nucleación e influir en la morfología y la distribución del tamaño de partícula del cristal de carbonato de calcio. Algunos controladores cristalinos reaccionan con los reactivos para aumentar la sobresaturación de los reactivos en el sistema y para aumentar la tasa de nucleación y crecimiento del carbonato de calcio.

Agentes de control de cristales comunes: agente de control de cristales de ácido, agente de control de cristales de sal inorgánica, agente de control de cristales de alcohol, agente de control de cristales de proteínas, aminoácidos y polisacáridos.

conclusión

En la actualidad, la producción de carbonato de calcio esférico aún no ha formado una escala, y la tecnología principal es el método de carbonización, el método de doble descomposición, el método de microemulsión, la síntesis biónica, etc. Entre ellos, el método de carbonización es el principal proceso de aplicación de la producción a gran escala de carbonato de calcio. Cómo superar los problemas del bajo contenido de carbonato cálcico esférico, la aglomeración grave y la distribución desigual del tamaño de partícula en el proceso de producción del método de carbonización es la clave para lograr una industrialización rápida del carbonato cálcico esférico.

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