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1 物理法
物理法制备纳米CaCO3 是指从原材料到粒子的整个制备过程没有化学反应发生的制备方法,即对CaCO3 含量高的天然石灰石、白垩石等进行机械粉碎而得到纳米CaCO3 产品的方法。但是用粉碎机粉碎到1um 以下相当困难,只有采用特殊的方法和机械设备才有可能达到0.1um 以下。采用日本细川粉体工学研究所的纳米工业制造系统可以得到平均粒径为0.5—0.7um的微细CaCO3 。
2 复分解法
复分解法是指将水溶性钙盐[ 如CaCl2 与水溶性碳酸盐(如(NH4)2CO3 或Na2CO3 )] 在适宜条件下反应而制得纳米CaCO3 的方法。这种方法可通过控制反应物浓度及生成CaCO3 的过饱和度,并加入适当的添加剂,得到球形的、粒径极小、比表面积很大、溶解性很好的无定形CaCO3 。该法可制取纯度高、白度好的优良产品;但吸附在CaCO3 上的大量Cl- 很难除尽,生产中使用的倾析法往往需要大量的时间和洗涤用水。
3 碳化法
碳化法是将精选的石灰石煅烧,得到CaO和窑气,使CaO消化,并将生成的悬浮Ca(OH)2 在高剪切力作用下粉碎,多级旋液分离除去颗粒及杂质,得到一定浓度的精制Ca(OH)2 悬浮液;然后通入CO2 气体,加入适当的晶型控制剂,碳化至终点,得到要求晶型的CaCO3 浆液; 再进行脱水、干燥、表面处理,得到纳米CaCO3 产品。碳化反应过程按二氧化碳气体与氢氧化钙悬浮液接触方式不同,又分为间歇鼓泡碳化法和连续喷雾多段碳化法、超重力碳化法。
4 夹套反应釜法
采用夹套反应釜制备纳米CaCO3 产品的优点是通过夹套可及时移去反应热,易于实现低温碳化反应,有利于纳米CaCO3 的生成;通过搅拌,克服了传统鼓泡塔制得的产品粒度不均匀性,减小了气泡的体积,增大气液接触面积,提高了碳化速度;便于在反应中引入各种助剂,及时均匀地分散在整个液体中,易控制CaCO3 的粒径和晶形。
5 乳液法
乳液法大致可分为两种: 一种是微乳液法,另一种为乳状液膜法。微乳液法主要利用微乳液中液滴大小可控的特性, 将可溶性碳酸盐与钙盐分别溶于组成完全相同的微乳液中, 再混合反应,由于反应被控制在较小的区域内进行,因而可得到纳米级碳酸钙晶粒, 再将其与溶剂分离,即得产品。而乳状液膜法则是利用孔径为几个微米活几十微米的膜材料作为分散介质,分散相压入到连续相中时,被微小孔膜剪切成微小粒径的液滴, 进入连续相,从而实现微米尺度的相互混合。乳液法的主要优点是控制了反应区域,因而不需晶形控制剂,并且能耗低,气体利用率高。
6 凝胶法
凝胶法是从凝胶的两端或一端让CO32 -和Ca2 +扩散,在凝胶内生成结晶体的方法。这种方法对于研究而言最大的优势是晶体的生成过程能够清晰地观察到,因而对于研究晶粒控制有很大的帮助。