CN1724379A

CN1724379A - 牙膏级轻质碳酸钙的生产方法

Info

Publication number: CN1724379A
Application number: CN 200510050081
Authority: CN
Inventors: 周新民; 方笑霞; 徐荣殊; 方轶民; 叶平
Original assignee: JIANDE TIANSHI CALCIUM CARBONATE CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG TIANSHI NANO-TECH Co.,Ltd.
Priority date: 2005-06-13
Filing date: 2005-06-13
Publication date: 2006-01-25
Anticipated expiration: 2025-06-13
Also published as: CN100360418C

Abstract

本发明涉及一种牙膏级轻质碳酸钙的生产方法，主要包括以下步骤：1)温水与石灰CaO经水合反应后生成Ca(OH)₂浆液；2)Ca(OH)₂浆液依小到大通过至少二次以上不同目数的筛网，通过旋液分离器，生浆的波美度达到10－14Be°；3)Ca(OH)₂浆液打入碳化塔，通入CO₂、N₂混合气进行反应，待溶液温度升至50℃时，加入晶形控制剂和去硫剂，在溶液中通入CO₂浓度为14－20％的窑气，反应结束后，依次加入去硫剂，金属离子螯合剂、消毒剂、pH值调节剂之后4小时，离心脱水、干燥后得到碳酸钙。本发明的效果是：产出率较高，产品白度高，重金属等有害物质极微，其质量指标达到国外产品的领先水平。通过添加的试剂来自动控制进浆时间，确保生成碳酸钙的晶体形状完整、晶体大小均匀。

Description

牙膏级轻质碳酸钙的生产方法

技术领域

本发明涉及一种化学合成方法，尤其是一种以氢氧化钙为原料的牙膏级轻质碳酸钙的生产方法。

背景技术

轻质碳酸钙是一种具有广泛用途的无机化工产品，传统和普通的牙膏都以重质碳酸钙作为原料在使用，而临床医学研究表明，重质碳酸钙生产的牙膏对牙齿的釉面磨损很大，且重金属等有害物质含量很高，没有起到很好的护齿功能。近几年来，知名度较高的厂家(如美国高露洁公司等)将重质碳酸钙逐渐转化为轻质碳酸钙为原料。传统的轻质碳酸钙生产对重金属指标难以控制，杂质及重金属等有害物质较多。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述所述的不足，提供一种牙膏级轻质碳酸钙的生产方法。生产的轻质碳酸钙的化学性质稳定性好、纯度高，杂质及重金属等有害成分少，有完整的晶型结构(呈纺锤状或球状)，粒度分布均匀，适合牙膏生产用的轻质碳酸钙。

本发明解决其技术问题采用的技术方案。这种牙膏级轻质碳酸钙的生产方法，主要包括以下步骤：1)、用过滤器处理过的10℃-50℃温水按体积比5-10∶1与石灰CaO经水合反应后生成Ca(OH)₂浆液，石灰石煅烧温度1000~1100℃；2)、Ca(OH)₂浆液依小到大通过至少二次以上不同目数的筛网，去除Ca(OH)₂浆液中的杂质，得到粒度均匀、高纯度的生浆，通过旋液分离器，进一步去除杂质，包括非金属硅，铅等重金属，生浆的波美度达到10-14Be°；3)、Ca(OH)₂浆液由计量泵打入碳化塔，从碳化塔底部通入CO₂、N₂混合气进行反应，待溶液温度升至50℃时，加入晶形控制剂和去硫剂，在溶液中通入CO₂浓度为14-20％的窑气，压力为0.07-0.09Mpa，直至PH值为7，反应结束后，依次加入去硫剂，金属离子螯合剂、消毒剂、PH值调节剂之后4小时，将产品过滤进行离心脱水，在100~120℃温度干燥，得到碳酸钙；该反应在液相进行，采用连续式过程，其具体操作条件为碳化压力：0.07~0.09Mpa，窑气中CO₂浓度为14~20％，碳化温度50~60℃。

所述的晶形控制剂是红糖或葡萄糖，所述的去硫剂，金属离子螯合剂、消毒剂、PH值调节剂分别是双氧水、六偏磷酸钠、漂白粉和磷酸。所述的晶形控制剂、去硫剂，金属离子螯合剂、消毒剂和PH值调节剂的加入量的体积百分比为：红糖为0.01~0.02％，双氧水为0.1~0.2％，六偏磷酸钠为0.005~0.01％，漂白粉为0.002~0.01％，磷酸为0.01~0.02％，葡萄糖为0.01~0.1％。

本发明的效果是：以燃气立窑代替普通煤窑，用液化气取代了传统煤燃料烧制工艺，应用这一工艺，煤中的重金属和其他有害杂质不会带入产品中，而且合理地控制煅烧温度1000-1100C，通过添加的试剂来自动控制进浆时间，确保生成碳酸钙的晶体形状完整(呈纺锤状或球状)、晶体大小均匀。按本发明所述的方法成品的产出率较高(为传统轻钙的1.1倍)，产品白度高，重金属等有害物质极微，其质量指标达到国外产品的领先水平。使用液化气为燃料，选择性好，副产物少，并且废气的产出极微或无，该产品生产中产生的三废，经处理符合排放标准。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例1：这种牙膏级轻质碳酸钙的生产方法，主要包括以下步骤：

1)、用过滤器处理过的40℃温水按体积比7∶1与石灰CaO经水合反应后生成Ca(OH)₂浆液，石灰石煅烧温度1000~1100℃；其中石灰石采用高纯度、重金属及其杂质极微的致密石灰石为原料，具体指标如下：纯度≥99.5％，铁含量≤80ppm，重金属≤20ppm，铅含量≤2ppm，砷含量≤2ppm，镁含量≤0.3％。

2)、Ca(OH)₂浆液依小到大次通过三次不同目数的筛网，分别是125目、200目和320目，去除Ca(OH)₂浆液中的杂质，得到粒度均匀、高纯度的生浆，通过旋液分离器，进一步去除杂质，包括非金属硅，铅等重金属，波美度达到11.5Be°Ca(OH)₂溶液1500毫升；

3)、Ca(OH)₂浆液由计量泵打入碳化塔，从碳化塔底部随入CO₂、N₂混合气进行反应，待溶液温度升至50℃时，加入晶形控制剂红糖0.35％(体积百分比)和去硫剂双氧水0.3％(体积百分比)，在溶液中通入CO₂浓度为14-20％的窑气，压力为0.07-0.09Mpa，直至PH值为7，反应结束后，依次加入体积百分比为去硫剂双氧水0.07％，金属离子螯合剂六偏磷酸钠0.004％、消毒剂漂白粉0.09％、PH值调节剂磷酸0.3％之后4小时，将产品过滤进行离心脱水，在120℃温度干燥，得到258g碳酸钙；用扫描电子显微镜观察晶型，平均粒径为5.5μm的纺锤型轻质碳酸钙，符合牙膏生产要求。

该反应在液相进行，采用连续式过程，其具体操作条件为碳化压力：0.07~0.09Mpa，窑气中CO₂浓度为14~20％，碳化温度50~60℃。在步骤3)中的脱水工段后，形成严格的微生物监控***，通过消毒、紫外线、红外光等消毒设备来防止人为或器物等的污染，最终将微生物指标中细菌总数控制在≤100fu/g，霉菌、酵母菌、革兰式阴性杆菌在检测中不得发现。

实施例2：

将实施例1中的晶形控制剂红糖用葡萄糖代替，其他条件均与例1相同，得到碳酸钙255g，晶体平均粒径为5.2μm的纺锤型轻质碳酸钙，符合牙膏生产要求。

实施例3：

与实施例1的不同之处在于：用窑中生成的CaO和35℃的温水配成波美度为11.5Be的Ca(OH)₂溶液8吨，待溶液温度为50℃时加入红糖0.35％(体积百分比，下同)，双氧水0.3％，再送入碳化塔中，在塔底通入二氧化碳浓度为14-20％的窑气，压力为0.07-0.09Mpa，直至PH值为7，温度为60℃左右，历时1小时，经反应结束后，依次加入双氧水0.07％，六偏磷酸钠0.004％，漂白粉0.09％，磷酸0.3％之后4小时，然后离心脱水，在120℃温度干燥，得到牙膏级轻质碳酸钙。用扫描电子显微镜观察晶形，平均粒径为5.5μm的纺锤型轻质碳酸钙，在生产过程中跟踪检测点有：矿石、水、CaO、CO₂、Ca(OH)₂浆液、碳化浆液、储浆池(生浆、熟浆)、脱水粉、烘干粉、半成品、成品等13项。脱水工段后，形成严格的微生物监控***，通过消毒、紫外线、红外线等消毒设备来防止人为或器物等的污染，最终将微生物指标中的细菌总数控制在≤100fu/g，霉菌、酵母菌、革兰式阴性杆菌在检测中不得发现。

表1 碳酸钙理化指标对比

序号	项目	指标	例一	例二	例三
序号	项目	指标	例一	例二	例三	1	碳酸钙(以CaCO₃计)(以干基计)，％≥	98.5	98.7	98.6	98.6
2	105℃以下挥发物含量，％≤	0.5	0.2	0.2	0.1	1	碳酸钙(以CaCO₃计)(以干基计)，％≥	98.5	98.7	98.6	98.6
2	105℃以下挥发物含量，％≤	0.5	0.2	0.2	0.1	3	PH值(20％浊液)	8.5-9.5	9.3	9.4	9.0
4	盐酸酸不溶物含量，％	0.2	0.1	0.1	0.1	3	PH值(20％浊液)	8.5-9.5	9.3	9.4	9.0
4	盐酸酸不溶物含量，％	0.2	0.1	0.1	0.1	5	游离碱含量(以Na2O计)，％	0.07	0.07	0.07	0.07
6	Fe含量，％	0.01	0.01	0.01	0.01	5	游离碱含量(以Na2O计)，％	0.07	0.07	0.07	0.07
6	Fe含量，％	0.01	0.01	0.01	0.01	7	镁(Mg)含量，％	0.3	0.15	0.2	0.1
8	白度，度	94	94.5	94.7	95	7	镁(Mg)含量，％	0.3	0.15	0.2	0.1
8	白度，度	94	94.5	94.7	95	9	沉降体积，ml/g	1.7-2.1	1.9	2.0	1.8
10	筛物(过45um试验筛)，％	99.9	100.0	100.0	100.0	9	沉降体积，ml/g	1.7-2.1	1.9	2.0	1.8
10	筛物(过45um试验筛)，％	99.9	100.0	100.0	100.0	11	重金属(以Pb计)含量，％	0.002	＜0.002	＜0.002	＜0.002
12	钡(Ba)含量	通过	通过	通过	通过	11	重金属(以Pb计)含量，％	0.002	＜0.002	＜0.002	＜0.002
12	钡(Ba)含量	通过	通过	通过	通过	13	氯化物含量，％	0.005	＜0.005	＜0.005	＜0.005
14	表观密度，g/ml	0.64-0.75	0.7	0.72	0.68	13	氯化物含量，％	0.005	＜0.005	＜0.005	＜0.005
14	表观密度，g/ml	0.64-0.75	0.7	0.72	0.68	15	硫化物	不得检出	未检出	未检出	未检出

表2 碳酸钙卫生指标对比

序号	项目	指标	例一	例二	例三
序号	项目	指标	例一	例二	例三	1	铅(Pb)含量，％≤	0.0002	0.0001	0.0001	0.0001
2	砷(As)含量，％≤	0.0002	＜0.0001	＜0.0001	＜0.0001	1	铅(Pb)含量，％≤	0.0002	0.0001	0.0001	0.0001
2	砷(As)含量，％≤	0.0002	＜0.0001	＜0.0001	＜0.0001	3	细菌总数，cfu/g≤	100	50	65	＜10
4	霉菌及酵母菌，cfu/g≤	100	60	70	＜10	3	细菌总数，cfu/g≤	100	50	65	＜10
4	霉菌及酵母菌，cfu/g≤	100	60	70	＜10	5	金黄色葡萄球菌	不得检出	未检出	未检出	未检出
6	革兰式阴性杆菌	不得检出	未检出	未检出	未检出	5	金黄色葡萄球菌	不得检出	未检出	未检出	未检出

Claims

1、一种牙膏级轻质碳酸钙的生产方法，其特征在于：主要包括以下步骤：

1)、用过滤器处理过的10℃-50℃温水按体积比5-10∶1与石灰石CaO经水合反应后生成Ca(OH)₂浆液，石灰石煅烧温度1000~1100℃；

2)、Ca(OH)₂浆液依小到大通过至少二次以上不同目数的筛网，去除Ca(OH)₂浆液中的杂质，得到粒度均匀、高纯度的生浆，通过旋液分离器，进一步去除杂质，生浆的波美度达到10-14Be°；

3)、Ca(OH)₂浆液由计量泵打入碳化塔，从碳化塔底部通入CO₂、N₂混合气进行反应，待溶液温度升至50℃时，加入晶形控制剂和去硫剂，在溶液中通入CO₂浓度为14-20％的窑气，压力为0.07-0.09Mpa，直至PH值为7，反应结束后，依次加入去硫剂，金属离子螯合剂、消毒剂、PH值调节剂之后4小时，将产品过滤进行离心脱水，在100~120℃温度干燥，得到碳酸钙；该反应在液相进行，采用连续式过程，其具体操作条件为碳化压力：0.07~0.09Mpa，窑气中CO₂浓度为14~20％，碳化温度50~60℃。

2、根据权利要求1所述的牙膏级轻质碳酸钙的生产方法，其特征在于：所述的石灰石采用高纯度、重金属及其杂质极微的致密石灰石为原料，具体指标如下：纯度≥99.5％，铁含量≤80ppm，重金属≤20ppm，铅含量≤2ppm，砷含量≤2ppm，镁含量≤0.3％。

3、根据权利要求1所述的牙膏级轻质碳酸钙的生产方法，其特征在于：在步骤2)中所述的Ca(OH)₂浆液依小到大次通过三次不同目数的筛网，分别是125目、200目和320目。

4、根据权利要求1所述的牙膏级轻质碳酸钙的生产方法，其特征在于：在步骤3)中的脱水工段后，通过消毒、紫外线、红外光线消毒设备进行消毒处理，最终将微生物指标中细菌总数控制在≤100fu/g，霉菌、酵母菌、革兰式阴性杆菌在检测中不得有发现。

5、根据权利要求1所述的牙膏级轻质碳酸钙的生产方法，其特征在于：所述的晶形控制剂是红糖或葡萄糖。

6、根据权利要求1所述的牙膏级轻质碳酸钙的生产方法，其特征在于：所述的去硫剂，金属离子螯合剂、消毒剂、PH值调节剂分别是双氧水、六偏磷酸钠、漂白粉和磷酸。

7、根据权利要求1或5或6所述的牙膏级轻质碳酸钙的生产方法，其特征在于：所述的晶形控制剂、去硫剂，金属离子螯合剂、消毒剂和PH值调节剂的加入量的体积百分比为：红糖为0.01~0.02％，双氧水为0.1~0.2％，六偏磷酸钠为0.005~0.01％，漂白粉为0.002~0.01％，磷酸为0.01~0.02％，葡萄糖为0.01~0.1％。