方解石制備碳酸鈣晶須的影響因素及機(jī)理

于亞杰，鄭 強(qiáng)，劉海利，邢 潤(rùn)，李 雪,2

(1.沈陽(yáng)化工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，遼寧省化工應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，沈陽(yáng) 110142；2.遼寧精細(xì)化工協(xié)同創(chuàng)新中心，沈陽(yáng) 110142)

0 引 言

碳酸鈣常見(jiàn)的三種晶型分別是方解石型、球霰石型及文石型。其中文石型碳酸鈣晶須是近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的一種新型針狀或紡錘狀材料[1-4]。相比于市場(chǎng)中常見(jiàn)的SiC及鈦酸鉀晶須，它不但具有白度高、填充量大等優(yōu)點(diǎn)，而且成本相對(duì)較低。由于其特殊的外形及與塑料復(fù)合時(shí)同基體樹(shù)脂的高相容性，可以很好地改善制品的加工性能及力學(xué)性能，因此碳酸鈣晶須被廣泛應(yīng)用于油漆涂料、塑料、橡膠等領(lǐng)域[5-8]。目前，常用的制備碳酸鈣晶須的方法有：碳化法、尿素水解法、復(fù)分解法等[9-11]。但是上述方法均存在一定的不足之處，例如：反應(yīng)溫度過(guò)高、晶須形貌不均一、原料無(wú)法循環(huán)利用等。

因此為了在相對(duì)較低的溫度下制備形貌均勻且長(zhǎng)徑比較大的碳酸鈣晶須，同時(shí)減少原料的浪費(fèi)，促進(jìn)礦物的高效綜合循環(huán)利用[12]，尋找一種合適的實(shí)驗(yàn)方案具有重要意義。

本文以碳酸鈣含量大于98%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的方解石礦石為原料，將方解石煅燒后得到的氧化鈣消化并加入氯化鎂溶液制得重鎂水，在一定條件下將氯化鈣滴加到重鎂水中便可以制得碳酸鈣晶須。相比于傳統(tǒng)方法，本方法可以在相對(duì)較低的溫度下制得形貌統(tǒng)一、長(zhǎng)徑比大的碳酸鈣晶須。另外，反應(yīng)過(guò)程中的所有產(chǎn)物均可回收再利用，無(wú)需考慮處理問(wèn)題，因此本方法對(duì)推動(dòng)碳酸鈣晶須的工業(yè)化具有重要作用。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 重鎂水的制備

將200 g方解石在850 ℃的馬弗爐中煅燒6 h后可得到氧化鈣。稱取2.8 g氧化鈣，將其消化1 h后，加入100 mL 1 mol/L的氯化鎂溶液反應(yīng)1 h。將反應(yīng)液過(guò)濾后，得到濾渣(Mg(OH)2)和CaCl2溶液。向?yàn)V渣中加入400 mL水，通入流速為200 mL/min的CO2，反應(yīng)2 h。再次過(guò)濾除渣后即可得到純潔重鎂水。

相關(guān)化學(xué)方程式如下：

CaCO3=CaO+CO2↑

(1)

CaO+H2O=Ca(OH)2↓

(2)

Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2

(3)

Mg(OH)2+2CO2=Mg(HCO3)2

(4)

其中，氫氧化鈣是微溶物，在25 ℃時(shí)，其溶解度為0.158 g，溶度積為Ksp=4.7×10-6，因此在此條件下制備的氫氧化鈣可考慮作為沉淀而存在。而氫氧化鎂的溶度積Ksp=5.1×10-12，所以化學(xué)方程式(3)是成立的。

1.2 文石型碳酸鈣晶須的制備

控制不同反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、鎂鈣濃度比、重鎂水濃度及攪拌速度，向上述制備的純潔重鎂水中均勻滴加一定濃度的中間產(chǎn)物氯化鈣溶液，生成白色碳酸鈣沉淀。將沉淀過(guò)濾、洗滌并于100 ℃烘箱中烘干10 h后取樣。

相關(guān)化學(xué)方程式如下：

Mg(HCO3)2+CaCl2=CaCO3↓+MgCl2+CO2↑+H2O

(5)

以方解石為原料制備碳酸鈣晶須的工藝流程如圖1所示。

圖1 碳酸鈣晶須制備工藝流程Fig.1 Preparation process of calcium carbonate whiskers

1.3 樣品表征

(1)表征分析

采用日立SU8010 N型掃描電子顯微鏡測(cè)定樣品的表面形貌和晶須的長(zhǎng)度。采用Bruker Nano 5030型能譜儀測(cè)定樣品的組成成分。采用D8 Advance型X射線衍射儀(XRD)測(cè)定樣品的物相組成(測(cè)試條件：Cu靶，Kα射線，步長(zhǎng)是0.05(°)/s，掃描范圍為10°～80°，管電壓為40 kV，管電流為40 mA)。對(duì)于測(cè)試得到的譜圖，采用Jade6.0射線衍射譜分析軟件進(jìn)行分析研究。

(2)晶須含量測(cè)定[13]

利用本方法制得的碳酸鈣主要由文石型碳酸鈣晶須組成，但仍存在少部分方解石型碳酸鈣。利用X-射線衍射技術(shù)對(duì)產(chǎn)品中文石型碳酸鈣晶須含量進(jìn)行確定。其中文石型碳酸鈣晶須含量可以依據(jù)公式(6)計(jì)算重量百分比y來(lái)表征：

(6)

式中Ia、Ib分別對(duì)應(yīng)文石型碳酸鈣晶須和方解石型碳酸鈣的最強(qiáng)特征譜線的積分強(qiáng)度。通過(guò)式(6)即可計(jì)算出產(chǎn)品中文石型碳酸鈣晶須的計(jì)算重量百分比。

(3)晶須長(zhǎng)徑比測(cè)量

選擇典型區(qū)域的SEM照片，測(cè)量200根晶須的長(zhǎng)度和中間部分的直徑，利用晶須的長(zhǎng)度與直徑之比來(lái)確定晶須長(zhǎng)徑比，如圖2所示。

圖2 長(zhǎng)徑比測(cè)量示意圖Fig.2 Schematic diagram of aspect ratio measurement

2 結(jié)果與討論

2.1 反應(yīng)溫度對(duì)碳酸鈣晶須形貌的影響

作為制備碳酸鈣晶須的重要條件，溫度的改變對(duì)碳酸鈣晶須的形成有著至關(guān)重要的作用。為了研究碳酸鈣晶須制備過(guò)程中反應(yīng)溫度的影響，設(shè)定實(shí)驗(yàn)條件：反應(yīng)時(shí)間2 h、鎂鈣濃度比6∶1、重鎂水濃度0.14 mol/L、攪拌速度100 r/min，改變反應(yīng)溫度為20 ℃、40 ℃、60 ℃和80 ℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所得結(jié)果如圖3、圖4和表1所示。

圖3 不同反應(yīng)溫度制得的碳酸鈣晶須SEM照片F(xiàn)ig.3 SEM images of calcium carbonate whiskers prepared at different reaction temperatures

圖4 不同反應(yīng)溫度下制備的產(chǎn)物XRD圖譜Fig.4 XRD patterns of products prepared at different reaction temperatures

表1 不同反應(yīng)溫度下的晶須統(tǒng)計(jì)Table 1 Whisker statistics at different reaction temperatures

由圖3、圖4可以看出，溫度在20 ℃時(shí)，生成的多為方解石型碳酸鈣。溫度在40 ℃時(shí)，生成了大量文石型碳酸鈣晶須，而且碳酸鈣晶須的形貌均勻、長(zhǎng)徑比較大。當(dāng)溫度為60 ℃時(shí)，部分晶須出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。當(dāng)溫度升至80 ℃時(shí)，生成了花瓣?duì)畹奶妓徭V。各溫度下晶須含量變化趨勢(shì)如圖5所示。其中，40 ℃時(shí)，碳酸鈣晶須的含量約為98%，并對(duì)40 ℃下制備的不同長(zhǎng)徑比的碳酸鈣晶須數(shù)目進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，如圖6所示，平均長(zhǎng)徑比為40左右。因此本實(shí)驗(yàn)選擇的最佳反應(yīng)溫度為40 ℃。

圖5 不同反應(yīng)溫度下晶須含量變化Fig.5 Changes in whiskers content at different reaction temperatures

圖6 40 ℃時(shí)制備的碳酸鈣晶須長(zhǎng)徑比分布Fig.6 Distribution of length-to-diameter ratio of calcium carbonate whiskers prepared at 40 ℃

在溫度較低時(shí)，方解石型碳酸鈣與文石型碳酸鈣之間的轉(zhuǎn)化是一種自發(fā)過(guò)程。所謂的自發(fā)過(guò)程，就是吉布斯自由能的變化量(ΔG)小于零的情況：即ΔG=ΔH-TΔS。通過(guò)文獻(xiàn)[14]即可查詢晶體的ΔH和ΔS。利用上述公式即可算出：在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(T=25 ℃，p=101.325 kPa)下，方解石晶體的ΔG=-1 234.697 kJ/mol，文石晶體的△G=-1 233.964 kJ/mol。因此在自然界中文石型碳酸鈣更易轉(zhuǎn)變成方解石型碳酸鈣。在溫度過(guò)低時(shí)，方解石型碳酸鈣的自由能比文石型碳酸鈣的自由能小[15]，自由能偏大的文石型碳酸鈣是一種亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，在較低溫度下易于形成穩(wěn)定的方解石型碳酸鈣，因此在20 ℃時(shí)更易形成方解石型碳酸鈣。當(dāng)溫度高于40 ℃時(shí)，隨著溫度的升高，碳酸鈣晶須的含量逐漸減少。當(dāng)溫度升高到60 ℃時(shí)，碳酸鈣晶須的斷裂現(xiàn)象較為嚴(yán)重，這可能是由于隨著反應(yīng)溫度的升高，粒子的運(yùn)動(dòng)速度變快，從而導(dǎo)致粒子與晶須之間的撞擊機(jī)會(huì)增大，導(dǎo)致部分晶須斷裂。當(dāng)溫度到達(dá)80 ℃時(shí)，過(guò)高的溫度使重鎂水分解，生成大量的碳酸鎂[16-18]，以致碳酸鈣晶須無(wú)法順利生成。

利用重鎂水制備文石型碳酸鈣晶須時(shí)，溫度的升高有助于晶須的形成。但整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中，生成物的總能量小于反應(yīng)物的總能量，該反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，根據(jù)勒夏特列原理可以知道，溫度升高將會(huì)阻礙反應(yīng)向正反應(yīng)方向的進(jìn)行，因此溫度過(guò)高時(shí)將會(huì)阻礙碳酸鈣晶須的形成。另外，當(dāng)溫度高于60 ℃時(shí)，重鎂水自身會(huì)發(fā)生分解，形成碳酸鎂。這是因?yàn)樘妓徭V的Ksp僅比碳酸鈣的Ksp大一個(gè)數(shù)量級(jí)，因此溶液中過(guò)高的Mg2+濃度，促進(jìn)了碳酸鎂的形成，從而限制了文石型碳酸鈣晶須的形成。

2.2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)碳酸鈣晶須形貌的影響

碳酸鈣晶須的生成是由晶核生成、位錯(cuò)排列以及晶須生長(zhǎng)等過(guò)程構(gòu)成的。因此碳酸鈣晶須的形成需要一定的反應(yīng)時(shí)間。為了考察反應(yīng)時(shí)間對(duì)碳酸鈣晶須的影響，在反應(yīng)溫度為40 ℃、鎂鈣濃度比為6∶1、重鎂水濃度為0.14 mol/L、攪拌速度為100 r/min的條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所得結(jié)果如圖7、表2和圖8所示。

圖7 不同反應(yīng)時(shí)間制得的碳酸鈣晶須SEM照片F(xiàn)ig.7 SEM images of calcium carbonate whiskers prepared for different reaction time

表2 不同反應(yīng)時(shí)間下的晶須統(tǒng)計(jì)Table 2 Whisker statistics for different reaction time

由圖7可以看出，在反應(yīng)時(shí)間為0.5 h時(shí)，碳酸鈣晶須的含量較少，約為47%，而且晶須的晶型不均勻，塊狀碳酸鈣的含量較多。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為2 h時(shí)，碳酸鈣晶須的形貌相對(duì)均勻且長(zhǎng)徑比較好。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為3 h時(shí)，碳酸鈣晶須的含量減少，晶須出現(xiàn)了斷裂的情況，此時(shí)小碎塊狀的碳酸鈣變多。這可能是由于此時(shí)碳酸鈣的過(guò)飽和度降低，難以抑制方解石型碳酸鈣的形成。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間達(dá)到6 h時(shí)，碳酸鈣晶須開(kāi)始膠著在一起，產(chǎn)生了一定的粘連。不同反應(yīng)時(shí)間下晶須含量變化趨勢(shì)如圖8所示。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為2 h時(shí)，碳酸鈣晶須的含量約為90%。對(duì)2 h下制備的不同長(zhǎng)徑比的碳酸鈣晶須數(shù)目進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)(見(jiàn)圖9)，晶須的平均長(zhǎng)徑比為35左右。因此為了得到較大量且較分散的晶須，本實(shí)驗(yàn)選擇的最佳反應(yīng)時(shí)間為2 h。

圖8 不同反應(yīng)時(shí)間晶須含量變化Fig.8 Whisker content change for different reaction time

圖9 反應(yīng)2 h時(shí)制備的碳酸鈣晶須長(zhǎng)徑比分布Fig.9 Aspect ratio distribution of calcium carbonate whiskers prepared for 2 h

晶須的生長(zhǎng)首先在溶液中形成晶核，當(dāng)晶核的含量達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)沉淀，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸生長(zhǎng)成晶須型，因此晶須的生長(zhǎng)需要一定的時(shí)間。但是隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，溶液的過(guò)飽和度降低，導(dǎo)致溶液中的均勻性降低，從而生成形貌不一的晶須。又因?yàn)榫ы毷且环N亞穩(wěn)態(tài)的物質(zhì)，處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，在反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，晶須在溶液中溶解而形成穩(wěn)定態(tài)的方解石。時(shí)間越長(zhǎng)，溶液中溶解與沉淀過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，從而會(huì)出現(xiàn)晶須與方解石膠著在一起的現(xiàn)象，產(chǎn)生一定的粘連。也可能是由于未完全長(zhǎng)成的方解石和處于晶核生長(zhǎng)過(guò)程中的晶須再一次結(jié)合形成新的晶核導(dǎo)致了新晶核的再生長(zhǎng)。

2.3 鎂鈣濃度比對(duì)碳酸鈣晶須形貌的影響

在制備碳酸鈣晶須的過(guò)程中，MgCl2在溶液中充當(dāng)?shù)氖蔷涂刂苿┑慕巧玔19]?？刂品磻?yīng)溫度40 ℃、反應(yīng)時(shí)間2 h、重鎂水濃度0.14 mol/L、攪拌速度100 r/min的情況下，調(diào)整鎂鈣濃度比，考察鎂鈣濃度比對(duì)碳酸鈣晶須的影響，所得結(jié)果如表3、圖10和圖11所示。

表3 不同鎂鈣濃度比下的晶須統(tǒng)計(jì)Table 3 Whisker statistics under different Mg2+, Ca2+ concentration ratios

圖10 不同鎂鈣濃度比制得的碳酸鈣晶須SEM照片F(xiàn)ig.10 SEM images of calcium carbonate whiskers prepared with different Mg2+, Ca2+concentration ratios

圖11 不同鎂鈣濃度比晶須含量變化Fig.11 Changes in whisker content with different Mg2+, Ca2+ concentration ratios

圖12 鎂鈣濃度比6∶1時(shí)制備的碳酸鈣晶須長(zhǎng)徑比分布Fig.12 Length-to-diameter ratio distribution of calcium carbonate whiskers prepared with Mg2+, Ca2+ concentration ratio of 6∶1

2.4 重鎂水濃度對(duì)碳酸鈣晶須形貌的影響

為了研究重鎂水濃度對(duì)碳酸鈣晶須的影響，在反應(yīng)溫度40 ℃、反應(yīng)時(shí)間2 h、鎂鈣濃度比6∶1、攪拌速度100 r/min的條件下，調(diào)整重鎂水濃度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表4和圖13所示。

表4 不同重鎂水濃度下的晶須統(tǒng)計(jì)Table 4 Whisker statistics under different concentration of Mg(HCO3)2

由圖13可以看出，當(dāng)重鎂水濃度為0.10 mol/L時(shí)，產(chǎn)物中有小碎塊狀的碳酸鈣。當(dāng)重鎂水濃度為0.12 mol/L時(shí)，碳酸鈣晶須的含量增多，約為82%(見(jiàn)圖14)。當(dāng)重鎂水濃度為0.14 mol/L時(shí)，生成的碳酸鈣晶須的形貌較均勻，且斷裂現(xiàn)象較少，生成的碳酸鈣晶須的含量約為92%，晶須的平均長(zhǎng)徑比為31左右(見(jiàn)圖15)。隨著重鎂水濃度的增加，晶須的含量也在增加，且在重鎂水濃度由0.10 mol/L升至0.14 mol/L時(shí)，晶須含量變化較大，在重鎂水濃度由0.14 mol/L升至0.16 mol/L時(shí)，晶須含量的增加不明顯，但是可以看到在重鎂水濃度為0.16 mol/L時(shí)，少部分晶須斷裂。這可能是由于溶液中的重鎂水的濃度在0.14～0.16 mol/L時(shí)，Mg2+在碳酸鈣晶須上的占位達(dá)到了飽和，再次增加重鎂水的濃度對(duì)碳酸鈣晶須的含量影響逐漸減小。晶須斷裂可能是由于單位體積內(nèi)過(guò)多的Mg2+無(wú)法及時(shí)吸附到碳酸鈣晶須側(cè)面從而游離在溶液中，使得晶須與Mg2+的撞擊機(jī)會(huì)增大，從而導(dǎo)致碳酸鈣晶須斷裂。因此選擇重鎂水濃度為0.14 mol/L作為最佳實(shí)驗(yàn)條件。

圖13 不同重鎂水濃度下制得的晶須碳酸鈣SEM照片F(xiàn)ig.13 SEM images of calcium carbonate whiskers prepared under different concentration of Mg(HCO3)2

圖14 不同重鎂水濃度晶須含量變化Fig.14 Changes in whisker content under different Mg(HCO3)2 concentration

圖15 濃度為0.14 mol/L時(shí)制備的碳酸鈣晶須長(zhǎng)徑比分布Fig.15 Aspect ratio distribution of calcium carbonate whiskers prepared under a concentration of 0.14 mol/L

2.5 攪拌速度對(duì)碳酸鈣晶須形貌的影響

為了研究攪拌速度對(duì)碳酸鈣晶須的影響，在反應(yīng)溫度40 ℃、反應(yīng)時(shí)間1 h、鎂鈣濃度比5∶1的條件下，取上述制備的重鎂水100 mL放入到250 mL燒杯中，分別控制轉(zhuǎn)速為50 r/min、100 r/min、150 r/min、200 r/min進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將制備的產(chǎn)品過(guò)濾、洗滌2～3遍，放入100 ℃真空干燥箱中烘干10 h左右，制得產(chǎn)品碳酸鈣。

從圖16可以看出，在攪拌速度50 r/min時(shí)，產(chǎn)物中方解石型碳酸鈣的含量較大，碳酸鈣晶須的長(zhǎng)徑比較小，形貌不均勻。在攪拌速度100 r/min時(shí)，碳酸鈣晶須的長(zhǎng)徑比變大，但是碳酸鈣晶須的形貌依然不均勻。在攪拌轉(zhuǎn)速為150 r/min時(shí)，團(tuán)聚情況減弱，碳酸鈣晶須的分散性較好，整體上碳酸鈣晶須的長(zhǎng)徑比良好，形貌相對(duì)均勻。當(dāng)攪拌轉(zhuǎn)速為200 r/min時(shí)，碳酸鈣晶須出現(xiàn)了明顯的斷裂，少部分碳酸鈣晶須出現(xiàn)了碎裂的情況，塊狀碳酸鈣的尺寸減小的同時(shí)其含量也在減少。

圖16 不同攪拌速度下制得的晶須碳酸鈣SEM照片F(xiàn)ig.16 SEM images of calcium carbonate whiskers prepared under different stirring speeds

晶須的生長(zhǎng)包括晶核的形成和晶體的生長(zhǎng)兩部分。要得到形貌統(tǒng)一、長(zhǎng)徑比大的晶須需要保證晶核盡量能夠在反應(yīng)初期同時(shí)形成，這樣可以使晶須的生長(zhǎng)過(guò)程在同一時(shí)間段內(nèi)同時(shí)生成。而這就要求滴加進(jìn)去的氯化鈣溶液可以在滴入溶液的瞬間均勻地分布在溶液中的各個(gè)位置。在攪拌速度過(guò)低時(shí)，氯化鈣溶液很難在溶液中快速地均勻分布，所以適當(dāng)?shù)臄嚢杷俣瓤梢詭椭然}溶液快速地在溶液中分散開(kāi)來(lái)。攪拌速度過(guò)大時(shí)方解石含量增多，是因?yàn)榫ы毷且环N亞穩(wěn)態(tài)的結(jié)構(gòu)，在溶液中本就不穩(wěn)定，過(guò)大的攪拌速度會(huì)導(dǎo)致已經(jīng)形成的晶須晶核與壁面之間發(fā)生碰撞，導(dǎo)致晶須晶核重溶解在溶液中而阻礙了晶須的形成，導(dǎo)致了晶須含量的下降。所以為了使制備出的碳酸鈣晶須形貌良好、長(zhǎng)徑比大且晶型統(tǒng)一，選擇最佳攪拌速度為150 r/min。

2.6 晶須晶型分析

對(duì)優(yōu)化條件(反應(yīng)溫度為40 ℃，反應(yīng)時(shí)間為2 h，鎂鈣濃度比為6∶1，重鎂水濃度為0.14 mol/L，攪拌速度為150 r/min)下制備的碳酸鈣晶須進(jìn)行XRD、SEM和EDS分析，結(jié)果分別如圖17、圖18和圖19所示。從圖17、圖18中可以看出，在優(yōu)化條件下制備的碳酸鈣中多為文石型碳酸鈣晶須，方解石型碳酸鈣存在量較少。通過(guò)計(jì)算可以得到文石型碳酸鈣含量為97.8%。碳酸鈣晶須的長(zhǎng)度為40～64 μm，直徑為0.6～1.5 μm，長(zhǎng)徑比為25～45，雖然仍有部分?jǐn)嗔丫ы毜拇嬖?，但整體上晶須的均勻性良好且長(zhǎng)徑比較大、方解石型碳酸鈣較少、晶體表面光潔。

圖17 碳酸鈣晶須XRD圖譜Fig.17 XRD pattern of calcium carbonate whiskers

圖18 碳酸鈣晶須SEM照片F(xiàn)ig.18 SEM image of calcium carbonate whiskers

圖19 碳酸鈣晶須EDS譜圖Fig.19 EDS spectrum of calcium carbonate whiskers

3 結(jié) 論

以方解石為原料，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)為制備文石型碳酸鈣晶須得出了最佳工藝條件：溫度40 ℃、反應(yīng)時(shí)間2 h、鎂鈣濃度比6∶1、重鎂水濃度0.14 mol/L、攪拌速度150 r/min。在此條件下，制得了長(zhǎng)度為40～65 μm、直徑為0.6～1.5 μm、長(zhǎng)徑比為25～45的文石型碳酸鈣晶須。本文為工業(yè)上以方解石礦石為原料制備文石型碳酸鈣晶須提供了理論基礎(chǔ)，并得出影響碳酸鈣晶須形成的主要因素為反應(yīng)溫度和鎂鈣濃度比，在反應(yīng)溫度40～60 ℃，鎂鈣濃度比6∶1～10∶1的條件下就可以制備出晶型統(tǒng)一、長(zhǎng)徑比大的文石型碳酸鈣晶須。

相比于傳統(tǒng)的制備碳酸鈣晶須的方法，該工藝在40 ℃就可制備文石型碳酸鈣晶須。不但在節(jié)約能源方面取得了進(jìn)步，而且有效地提高了文石型碳酸鈣晶須的長(zhǎng)徑比。另外，該工藝是循環(huán)工藝，除氧化鈣外，該工藝中其他原料均可循環(huán)參與反應(yīng)。因此，在工業(yè)上利用該工藝制備文石型碳酸鈣晶須具有廣闊的前景。