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轻质碳酸钙的需求不断增长,而我国轻钙产品品质远远落后于发达国家,因此研究低成本高品质的轻质碳酸钙制备方法具有重要的学术价值和应用价值。本文以灵乡铁矿石灰石为原料,经煅烧制备出高活性的生石灰,然后采用石灰乳液饱和碳化法制备普通轻质碳酸钙和纳米碳酸钙,并对制备过程中的影响因素,包括操作因素以及晶形控制剂的种类及加入量对碳酸钙产品结构和形貌的影响进行了详细的研究,并对添加剂的作用机理进行了初步探讨。结果表明,选择粒径为4~8mm的石灰石煅烧,950℃下煅烧4小时或1000℃下煅烧2小时可得到高活性生石灰。将制得的生石灰消化,调和精制成10%wt的Ca(OH)2乳液,在室温条件下以1000rpm的搅拌速度搅拌,通入流量为2L/h·g Ca(OH)2的二氧化碳进行碳化,制得平均粒径小于2μm,最大粒径小于20μm,白度93.8%的方解石型碳酸钙。在纳米碳酸钙制备过程中,温度是碳酸钙结晶过程的重要影响因素,要得到纳米级碳酸钙颗粒,应控制碳化初始温度在25℃以下。控制其它反应条件不变,CO2的流量从0.36增加到0.8L/h·gCa(OH)2,碳酸钙颗粒尺寸逐渐减小,CO2流量继续增大,产品颗粒尺寸趋于稳定,均可得到40nm左右的均匀立方纳米碳酸钙,但反应时间仍继续减小。当搅拌速度为300rpm时,产品颗粒呈短棒状,粒径达到100nm以上;搅拌速度升高到600rpm以上,颗粒尺寸减小到44nm左右;同时,碳酸化反应时间随搅拌速度增加逐渐减小。添加2%的柠檬酸钠时,制备出最大长径比为9的链状方解石型碳酸钙,但其结晶度相对于立方状纳米碳酸钙有所降低。在制得长径比为9的碳酸钙的反应体系中,连续补加同质量的Ca(OH)2乳液,同时控制CO2的通入速度继续碳化,得到类似雪花状和链状两种形态同时存在的碳酸钙产品。EDTA二钠作为Ca2+的螯合剂比柠檬酸钠有更好的取向性吸附于碳酸钙微晶表面,添加量为2%wtCa(OH)2时,制备出粒径为28nm,长径比为38的方解石型链状纳米碳酸钙。