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纳米活性碳酸钙的制备技术的工业开发

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一.项目简介 
碳酸钙作为一种重要的无机化工产品,具有原料丰富、生产工艺简单、性能稳定等特点,广泛用于橡胶、塑料、涂料、造纸、油墨、食品、医药、饲料等工业部门。其中塑料、橡胶行业的碳酸钙消费量为65%,造纸、涂料各占15%和10%,其它行业占10%。
碳酸钙在橡胶、塑料等行业中的作用与其粒径有关,粒径在1~3μm的沉淀碳酸钙仅作为填充剂起增容作用,粒径在0.01~0.1μm之间的纳米碳酸钙具有补强、增韧的作用。
我国目前有轻质碳酸钙生产企业一百多家,总生产能力近280万吨,但工艺落后,品种单一,基本上采用简易的间歇鼓泡式炭化工艺,产品大多为售价低廉(400-500 元/吨)的大粒径(2~5微米)纺锤形产品(图1),而附加值较高(售价2000-4000元/吨)、市场需求增长较快的纳米碳酸钙产量甚微,仅占轻质碳酸钙总产量的2-5 %左右。我国近年也有利用国内外技术进行纳米碳酸钙生产的报道,但生产成本较高(1500-2000元/吨),且大多需5千万以上的巨额投资,中小企业难以适应。
清华大学化工系经过多年的潜心研究,现已开发出一套崭新的纳米碳酸钙制备工艺和设备,通过加入特定的添加剂,在自行研制的高效传热传质碳化釜中反应,即可制得粒径为40-100纳米的球型碳酸钙(图2)。本技术采用的添加剂价廉易得,所需设备大多为常规化工定型设备,易为广大中小企业采用。目前已在河北、江西建成年产5000-1000吨纳米碳酸钙生产厂,2006年通过教育部鉴定,被评为国际先进水平。采用本工艺生产成本仅为1000元/吨左右,经济效益显著,欢迎有关企业前来洽谈。

 

二.经济效益分析
              按年产10000吨,每吨保守价1500元计算, 年创产值(万元):10000′1500?10000=1500,年创利税(万元):10000′(1500-1000)?10000=500


三.技术开发及设备投资费(年产10000吨规模)
                技术转让(专利使用)费:100万, 碳化塔设计费:30 万, 核心设备(气体分布器)设计及加工费:100万, 碳化塔加工及配套设备:约300-500万, 其它常规设备费(包括气体净化、活化、过滤、干燥、粉碎、分级):约500万元, 基建:约200-400万, 厂房面积:约10000平方米

 

图1. 纳米球型碳酸钙(50-60 nm)

图2.普通纺锤型碳酸钙 (2-3微米)