Trên cơ sở kết quả thu được trên, chúng tôi đề xuất sơ đồ tổng hợp canxi cacbonat có kích thước nano mét bằng phương pháp kết tủa trọng trường cao (hình 3.32).
Hình 3.32: Sơđồ sản xuất CaCO3 công nghiệp sử dụng công nghệ HGRP 1. đá vôi và than cốc, 2. không khí, 3. lò nung, 4. tôi vôi,
KẾT LUẬN
Qua quá trình nghiên cứu điều chế canxi cacnonat kích thước nano mét bằng phương pháp kết tủa trọng trường cao, chúng tôi có một số kết luận sau: 1- Đã nghiên cứu thiết kế, chế tạo thành công hệ thống phản ứng kết tủa trọng trường cao, áp dụng để tổng hợp vật liệu kích thước nano mét thông qua việc tổng hợp thử nghiệm vật liệu nano-canxi cacbonat.
2- Đã khảo sát các yếu tốảnh hưởng đến kích thước hạt và vi hình thái của sản phẩm canxi cacbonat. Các yếu tốảnh hưởng được khảo sát là nồng độ sữa vôi, tốc độ lưu lượng khí, tốc độ lưu lượng lỏng, nhiệt độ phản ứng và mức độ trọng lực lên chất lượng sản phẩm.
3- Đã đưa ra các điều kiện tối ưu cho quá trình tổng hợp canxi cacbonat kích thước nano mét bằng phương pháp Higee với RPB đặc trưng.
• Nồng độ dung dịch Ca(OH)2: 70 (g/l)
• Tốc độ lưu lượng khí: 20 (l/p)
• Tốc độ lưu lượng lỏng: 7 (l/p)
• Nhiệt độ phản ứng: 30 - 400 (C)
• Tốc độ quay của rotor: 3000 (v/p)
4- Đã chứng minh rằng, canxi cacbonat điều chế được có kích thước trong khoảng 60-90 nm, độ phân bố kích thước hạt hẹp và độ kiềm dư không đáng kể, tùy thuộc vào các điều kiện phản ứng. Sử dụng phương pháp Higee để tổng hợp nano-CaCO3 là hiệu quả, dễ tiến hành quy mô lớn và có thể áp dụng phương pháp này để tổng hợp nhiều vật liệu khác có kích thước nano mét. Điều này có nghĩa rằng các nghiên cứu ở phạm vi rộng và chuyên sâu về công nghệ này là rất đáng để thực hiện.
5- Trên cơ sở kết quả nghiên cứu thu được đã đề xuất quy trình điều chế canxi cacbonat kích thước nano mét.
Đây mới chỉ là nghiên cứu bước đầu. Hoàn toàn có khả năng giảm kích thước của sản phẩm bằng các nghiên cứu để tối ưu hóa việc thiết kế thiết bị như: hình dạng packing, chất liệu làm packing, diện tích bề mặt riêng của packing, dòng chảy của chất lỏng trong RPB… sử dụng chất hoạt động bề mặt hữu cơ trong quá trình cacbonat hóa nhằm làm tăng mức độ phân tán và chống kết khối của sản phẩm.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1 GS.TSKH. La Văn Bình và các tác giả. Khoa học và công nghệ vật liệu. NXB Bách khoa Hà nội, 2008
2 Nguyễn Đức Nghĩa. Hóa học nano, Công nghệ nền và vật liệu nguồn. Cục Xuất bản Bộ văn hóa Thông tin, Hà nội, 2007
3 Hoàng Đình Luỹ. Sản xuất bột nhẹ ở Việt Nam và trên thế giới. Viện thông tin KHKT-Bộ Công Nghiệp nặng. Hà Nội, 1997
Tiếng Anh
4 Eva Loste, Rory M. Wilson. The role of magnesium in stabilising amorphous calcium carbonate and controlling calcite morphology. Journal of Crystal Growth. Vol. 254, Issues 1-2, June 2003, p. 206-218 5 Karl Johan Westin. Precipitation of calcium carbonate in the presence
of citrate and EDTA. Desalination, Vol. 159, Issue 2, 10 October 2003, p. 107 - 118
6 Nishiguchi Hiroyuki, Shimono Kazusa. Precipitation of aqueous slurry of light calcium carbonate. Patent JP 11335119 (A)
7 Jianfeng Chen and Lei Shao. Mass Production of Nanoparticles by High-Gravity Reactive Precipitation Technology with Low Cost. China Particuology Vol. 1, No. 2, 64-69, 2003
8 M.V. Dagaonkar and et al. Synthesis of CaCO3 Nanoparticles by Carbonation of Lime Solutions in Reverse Micellar Systems. Chemical Eng, Res and Design, (82A11): 1438-1443, 2004
9 Hong Zhao, Lei Shao, Jien-Feng Chen. High gravity process intensification technology and appication. Chemical Engineering
Journal. CEJ 6298, No. of pages 6, 2008
10 D.P. Rao, A. Bhowal and P. S. Goswami .Process Intensification in Rotating Packed beds (Higee): An Appraisal. Ind, Eng, Chem, Res. 2004, 43(4), 1150-1162
11 Jian-Feng Chen and et al. Synthesis of nanoparticles with novel technology: High gravity reactive precipitation. Ind, Eng, Chem, Res. 2000, 39, 948-954
12 X. F. Zeng, W. Y. Wang, G. Q. Wang, J. F. Chen. Influence of the diameter of CaCO3 paticles on the mechanical and rheological properties of PVC composites. J Master Sci (2008) 43: 3505-3509
13 Ramshaw, C.; Mallinson, R. H. Mass Transfer Process. U.S. Patent 4, 283, 255, 1981
14 Jian-Feng Chen and Lei Shao. Recent Advances in Nanoparticles Production by High Gravity Technology-from Fundamentals to Commercialization. Journal of Chemical Enginering of Japan, Vol. 40, No. 11, pp. 896-904, 2007
15 Wang xun qiu, Jiang Deng-gao. Synthesis of nano-CaCO3 composite particles and their application. J China Univ Mining & Technology 18 (2008) 0076-0081
16 M. Kenyvani, N.C. Gardner, Operating characteristics of rotating beds, Chem. Eng. Prog. 85 (1989) 48-52
17 F. Guo, et al., Hydrodynamics and mass transfer in cross-flow rotating packed beds, Chem. Eng. Sci. 52 (1997) 3852–3859
18 Singh, S. P.; Wilson, J. H.; Counce, R. M.; Villiers-Fisher, J. F.; Jennings, H. L.; Lucero, A. J.; Reed, G. D.; Ashworth, R. A.; Elliot, M. G. Removal of Volatile Organic Compounds from Groundwater Using a Rotary of Air Stripper. Ind. Eng. Chem. Res. 1992, 31, 574
19 Z.H. Li, A study on modeling of mass transfer in RPB, Ph.D. Thesis, 2000
20 F. Yi, H.K. Zou, G.W. Chu, L. Shao, J.F. Chen, Modeling and experimental studies on absorption of CO2 by Benfield solution in rotating packed bed, Chem. Eng. J.145 (2009) 377–384
21 K.J. Reddy, et al., Process intensification in a Higee with split packing, Ind. Eng. Chem. Res. 45 (2006) 4270–4277
22 Y. Yang, J. Zhong, Z.G. Shen, X.L. Liu, J.F. Chen, Micronization of cephradine, J.Beijing Univ. Chem. Technol. 31 (2004) 15–17.
23 http://www.specialtyminerals.com/paper/pcc-pigments/features-of-pcc/ 24 www.webmineral.com
25 www.imma-org.eu 26 www.solvaypcc.com
27 Virtanem, “Process for preparing and modifying synthetic calcium carbonate”, United State Patent, No.6.669.318 B1 (2004).
28 ASTM. D1199-86, Standard specification for calcium carbonate pigments (2003).