CN108928844B - 规整性立方形碳酸钙的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种规整性立方形碳酸钙的制备方法，在碳酸钙水悬浮液中同时提供氢氧化钙乳液和二氧化碳进行碳化反应，通过对二氧化碳与氢氧化钙原料的供应比例、供应总量和供应速度进行合理的控制，实现碳酸钙颗粒从球形、立方形、多面体形等不同形状生长为规整性立方形颗粒。与现有技术相比：本发明在制备规整性立方形碳酸钙反应中不添加额外的助剂，且产物的纯度高不会产生水质污染问题；制备过程参数易于控制，制备得到的规整性立方形碳酸钙，颗粒的粒度分布窄，具有较低的表面能，经过适当的表面处理在高分子材料中分散性好、粘度低，具有良好的触变性；降低了生产成本，易于实现产业化生产。

Description

规整性立方形碳酸钙的制备方法

技术领域

本发明具体涉及规整性立方形碳酸钙的制备方法。

技术背景

本发明所说规整性是指碳酸钙结晶具有与六面体方解石晶胞同样的或相近的晶体形貌特征。

众所周知，碳酸钙的晶型有方解石、文石和球霞石三种，其中，碳化法合成的方解石型碳酸钙是工业上生产的主要产品，统称为沉淀碳酸钙或轻质碳酸钙。其实，由于碳化合成条件、杂质和添加剂等因素不同，所得方解石颗粒在电子显微镜下呈现出不同的形貌，主要有球形、立方形、片状、偏三角形、米粒形和纺锤形等。球形和立方形大多为纳米级尺寸，片状、偏三角形和米粒形多见为亚微米级，纺锤形绝大多数为微米级的。

在应用性能方面，规整性立方形碳酸钙与其它形貌的方解石碳酸钙相比较，具有诸多优点：1)具有与晶胞相同外形的单晶体其表面能最低，表面缺陷少，相同分数碳酸钙的配方中呈现出低粘度，故可以添加更多的分数；2)六面体的六个平面对光的反射率高，使制品表面呈现高亮度，所以亚微米级尺寸以上的规整性立方形碳酸钙可以用作白色颜料的替代品；3)在密封胶和汽车底漆等触变性配方中，规整性立方形纳米级碳酸钙表现出低粘度和很好的触变性，这可能是面－面接触概率提高，在面－面近程作用力相对其它接触方式更大，且剪切力释放后仍能维持较长时间的这种面－面作用结构。

鉴于上述规整性立方形碳酸钙的诸多性能优势，已经提出了许多规整性立方形碳酸钙的技术方案，已有方案有陈化方法，水热方法和助剂修饰方法。美国专利US5227025公开了采用金属氧化物(NaOH等)调节碳酸钙PH，进行陈化，同时公开了采用更高温度的水热条件下可以加速陈化，从而缩短陈化时间。专利文献CN1559908A公开了一种亚纳米级立方碳酸钙的水热合成方法，将间歇鼓泡法反应制得的纳米级碳酸钙加入不锈钢反应釜密闭容器中，碳酸钙水悬浮液浓度为10～20％wt，120～180℃陈化36～144小时，得到平均粒径300nm的亚微米级立方形碳酸钙。专利文献CN201210362936.X采用晶型促进剂将氢氧化钙悬浮液用二氧化碳碳化至pH8～12，添加晶型修饰剂，陈化0.5～10h后继续通二氧化碳气体碳化至pH6.5～7.0，得到粒径为90～180nm的立方形碳酸钙。专利文献CN104609453A公开了类似的立方形纳米碳酸钙的制备方法，在碳化后的纳米碳酸钙悬浮液中添加尿素和尿酸酶作为陈化助剂，在60～90℃下陈化2～15h，控制成品比表面积为20～35m²/g。专利文献日本特许公报昭54-130500公开了一种立方形碳酸钙的多步喷雾碳化的方法，添加氢氧化钙以及镁盐为助剂，制备得到0.1～1.0μm的立方形碳酸钙。

基于以上阐述，已有陈化技术制备立方形碳酸钙所需时间较长，且添加助剂的方法存在较多的缺陷，如：(1)制备成本本明显提高且效果也是有限的，(2)会造成成品纯度下降和水质污染。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种在不添加其它助剂的条件下，低成本、可控地制备规整性立方形碳酸钙的方法，且该方法不仅适用于纳米级颗粒，而且适用于亚微米级颗粒、微米级颗粒。

本发明基于以下原理实现：

相比于现有技术生产规整性立方形碳酸钙采用添加助剂的方法，本发明仅通过对反应物原料的合理控制，实现碳酸钙颗粒从球形、立方形、多面体形等不同形状生长为规整性立方形颗粒。

(1)二氧化碳与氢氧化钙的反应物原料的供应比例与二氧化碳的逃逸系数有关，假设逃逸的二氧化碳占供应二氧化碳之比为f，则供应的二氧化碳与氢氧化钙的摩尔比例不小于1/(1-f)。当用石灰窑窑气等气体作为碳酸源时，对于常见的鼓泡或搅拌等工业反应器，二氧化碳逃逸系数f通常在0.25～0.50之间，供应的二氧化碳与氢氧化钙的摩尔比例不小于1.3，最好是控制在不小于1.7。f取值与具体反应器形式，搅拌强度，气体分散强化措施、悬浮液体系粘度和二氧化碳气体中二氧化碳的含量等各种气液传质因素有关。二氧化碳原料的形式最好是气体原料的形式，本发明对于气体中二氧化碳的浓度没有特别的限定，可以是高浓度的二氧化碳，例如合成氨过程和发酵过程中排放的高浓度二氧化碳气体，也可以是生石灰烧制过程中收集的窑气，或者采用化石原料燃烧过程收集的含二氧化碳气体，或者是碳酸钙碳化合成反应器排放的含二氧化碳气体。

(2)反应物原料的供应总量依据初始碳酸钙和产物碳酸钙的平均尺寸而定，或者依据初始碳酸钙的比表面积(S₀，m²/g)及其形状和产物碳酸钙的比表面积(S，m²/g)及其形状而定。初始碳酸钙与产物碳酸钙的比表面积比值S₀/S越大，需要更多的反应物原料。在相同比表面积情形下，类球形的比圆球形的需要较多的反应物原料，立方形的比类球形的需要较少的反应物。

(3)反应物原料的供应速度(mol/min)依据碳化反应温度和碳酸钙水悬浮液中碳酸钙的总表面积A(m²/L)进行调整。所说碳酸钙悬浮液中碳酸钙的总表面积A随著反应物原料的供应量增加而动态增加，并且与碳酸钙水悬浮液中初始碳酸钙浓度(C₀)以及氢氧化钙原料的浓度Ca(mol/L)有关。初始时，A₀＝C₀×S₀；碳化生长反应结束时，A＝(C₀(R+1))/(1+C₀R/(100Ca))×S。显然，初始碳酸钙的总表面积总是小于反应生长之后的总表面积，因此初始时的原料供应速度小于平均供应速度，而后期的原料供应速度大于平均供应速度是十分有利于规整性立方形碳酸钙生长的。当原料供应速度超过方解石碳酸钙主晶面表面上的晶体生长速度时，颗粒的外形出现非主晶面，非主晶面通常会呈现出偏三角形、纺锤形等非立方形，这就偏离本发明所说的规整性立方形颗粒形状。单位碳酸钙表面上碳酸钙晶体的生长速度也正比与温度，温度越高，生长速度也大，故此，生长温度不低于50℃，更好地应不低于60℃，最好是不低于75℃。综合温度和碳酸钙总表面积对生长速度的影响，需要适当控制反应物原料的供应速度小于方解石主晶面在一定温度下的晶体生长速度。具体的技术方案是，采用电导率监控与原材料供应速度联动控制的方法，适当的原材料供应速度使得反应悬浮液中电导率不大于3000μS/cm，更好地使得反应悬浮液中电导率不大于2000μS/cm，最好是使得反应悬浮液中电导率不大于1500μS/cm。

反应物原料氢氧化钙乳液的浓度(Ca)没有特别的限定，但是，过分低的浓度，会降低反应悬浮液中固体含量，也就是会降低单位体积中的碳酸钙总表面积，对规整性立方形碳酸钙的生长也是不利的，一般地，氢氧化钙乳液的浓度在0.4mol/L～2.5mol/L之间。

基于以上原理阐述，本发明的具体技术方案如下：

规整性立方形碳酸钙的制备方法，主要包括以下步骤：

S1：向反应釜中装填碳酸钙悬浮液，调整悬浮液初始温度至反应温度备用；

所述碳酸钙悬浮液初始浓度≤240g/L，初始pH为6.4～10，初始电导率≤2500μS/cm，反应温度≥50℃；

S2：从反应釜的底部通入富含二氧化碳的气体，同时向反应釜中连续地添加氢氧化钙乳液进行碳化反应；

所述二氧化碳与氢氧化钙的供应比例基于二氧化碳的逃逸系数确定，逃逸的二氧化碳占供应二氧化碳之比为f时，二氧化碳与氢氧化钙的摩尔比例不小于1/(1-f)；

所述氢氧化钙的供应总量基于初始悬浮液中碳酸钙与产物中碳酸钙的比表面积比值S₀/S和形状确定，氢氧化钙供应总量的理论用量为初始悬浮液中碳酸钙与产物中碳酸钙的比表面积比值S₀/S的0.18～1.1倍，氢氧化钙供应总量的实际用量根据初始悬浮液中碳酸钙的具体形状进行修正，修正系数为0.9～1.0；

所述二氧化碳与氢氧化钙的供应速率采用电导率监控辅助的方法控制，二氧化碳与氢氧化钙的供应速率使得反应过程中悬浮液中电导率≤3000μS/cm；

S3：在步骤S2中的碳化反应结束后，过滤，再进行干燥，得到粉体产物；

或者在过滤之前对所得立方形碳酸钙进行表面处理，再过滤、干燥，获得粉体产物；所述表面处理方法为：在碳化反应结束后温度为45～80℃的碳酸钙悬浮液，加入包覆剂浓度为5～20％的温度在70～95℃之间的水溶液；所述的包覆剂包括脂肪酸及其碱金属盐或水溶性钛酸酯偶联剂中的一种或两种，包覆剂的用量以碳酸钙计为0.75～4％，包覆活化处理时间为1～2小时。

优选的，所述步骤S1中碳酸钙悬浮液初始浓度≤150g/L、初始电导率为200～1500μS/cm，初始pH为6.5～8.5。

优选的，所述步骤S2中，初始碳酸钙的形状为类球形时，氢氧化钙供应总量修正系数为1.0；圆球形时，氢氧化钙供应总量修正系数为0.96；立方形时，氢氧化钙供应总量修正系数为0.9。

优选的，所述步骤S2中，二氧化碳与氢氧化钙的供应速率使得反应过程中悬浮液中电导率≤2000μS/cm，反应过程温度≥50℃。

优选的，所述步骤S2中富含二氧化碳的的气体包括：纯二氧化碳/空气混合气、合成氨过程和发酵过程中排放的二氧化碳气体、生石灰烧制过程中收集的窑气、采用化石原料燃烧过程收集的含二氧化碳气体或者是碳酸钙碳化合成反应器排放的含二氧化碳气体。

优选的，所述步骤S2中富含二氧化碳的气体中二氧化碳体积浓度不低于25％，所述氢氧化钙乳液浓度为0.4～2.5mol/L；所述步骤S2中供应速率使反应过程中悬浮液电导率≤1500μS/cm，反应过程温度≥60℃，二氧化碳的逃逸系数f的范围基于不同的反应器为0.25～0.5，CO₂和氢氧化钙的摩尔比例≥1.3。

优选的，所述步骤S2中反应过程温度≥75℃，CO₂和氢氧化钙的摩尔比例≥1.7。

优选的，步骤S2中富含CO₂的气体采用流量计控制流量，氢氧化钙乳液采用自动阀或调频泵与电导率联动控制的方法控制添加原料的流量及其比例。

优选的，所述步骤S3中偶联剂为烷醇胺酸或二〔焦磷酸二烷氧基酯〕(2-羟基)丙酸钛或醇胺脂肪酸酯中的一种，或者采用常州新区利进化工股份有限公司生产的CT-54偶联剂或CT-64偶联剂中的一种。

本发明的有益效果如下：

与现有技术相比：首先，本发明在制备规整性立方形碳酸钙反应中不添加额外的助剂，且产物的纯度高不会产生水质污染问题；其次，制备过程参数易于控制，制备得到的规整性立方形碳酸钙，颗粒的粒度分布窄，具有较低的表面能，经过适当的表面处理在高分子材料中分散性好、粘度低，具有良好的触变性；再者，降低了生产成本，易于实现产业化生产。

附图说明

图1是为实施例1制备前的碳酸钙颗粒SEM照片，标尺2μm；

图2是为实施例1制备后的碳酸钙颗粒SEM照片，标尺2μm；

图3是为实施例2制备前的碳酸钙颗粒SEM照片，标尺2μm；

图4是为实施例2制备后的碳酸钙颗粒SEM照片，标尺2μm；

图5是为实施例3制备前的碳酸钙颗粒SEM照片，标尺3μm；

图6是为实施例3制备后的碳酸钙颗粒SEM照片，标尺2μm；

图7是为实施例4制备前的碳酸钙颗粒SEM照片，标尺2μm；

图8是为实施例4制备后的碳酸钙颗粒SEM照片，标尺2μm；

图9是为实施例5制备前的碳酸钙颗粒SEM照片，标尺3μm；

图10是为实施例5制备后的碳酸钙颗粒SEM照片，标尺1μm；

图11是为实施例6制备前的碳酸钙颗粒SEM照片，标尺1μm；

图12是为实施例6制备后的碳酸钙颗粒SEM照片，标尺1μm；

图13是为实施例7制备前的碳酸钙颗粒SEM照片，标尺1μm；

图14是为实施例7制备后的碳酸钙颗粒SEM照片，标尺1μm；

图15是为实施例8制备前的碳酸钙颗粒SEM照片，标尺2μm；

图16是为实施例8制备后的碳酸钙颗粒SEM照片，标尺1μm；

图17是为实施例9制备前的碳酸钙颗粒SEM照片，标尺2μm；

图18是为实施例9制备后的碳酸钙颗粒SEM照片，标尺1μm；

具体实施方法

悬浮液中碳酸钙比表面积测试方法：取悬浮液50-100ml，定性滤纸抽滤成为滤饼，滤饼上添加15ml乙醇浸润，抽干，滤饼于60度下真空干燥8小时得到干粉，称量0.2～0.5g干粉装入石英样品管中，用JW-BK400型比表面积及孔径分析仪(北京精微高博科学技术有限公司)测量氮气吸附量，计算粉体产物样品的比表面积BET(m²/g)。

碳酸钙颗粒形貌扫描电镜测试方法：上述比表面积测试制备得到的干粉样品，在单晶硅衬底上喷粉，低温等离子喷金50秒制得扫描电镜样品，用PHENOM PRO(荷兰PHENOM-World公司)在不同放大倍率下观察和照相，得到SEM照片。

实施例1(形貌转变)

在3L搅拌反应釜中装填2L碳酸钙水悬浮液，碳酸钙的初始浓度为80g/L，BET为26.14m²/g，碳酸钙的形貌为类球形，见附图1。初始悬浮液的温度为51℃，pH为8.2，电导率为355μS/cm，六叶涡轮搅拌桨的转速为800rpm，将悬浮液搅拌升温至80℃，然后开始从底部通入CO₂/空气的混合气体，用流量计控制CO₂/空气的体积流量比值为1/3，气体总流量为1.6L/min；同时用蠕动泵连续地添加氢氧化钙乳液400ml，氢氧化钙的浓度为1.0mol/L，控制氢氧化钙的添加速度为3.33ml/min、时间为120min，过程中悬浮液的电导率为350～489μS/cm。反应结束后，取100ml趁热过滤，滤饼用15ml乙醇洗涤，滤饼在60℃真空烘箱中干燥8小时，得到粉体产物样品，测试BET为23.89m²/g，SEM观察为立方形，见附图2。

实施例2(形貌转变)

在3L搅拌反应釜中装填2L碳酸钙水悬浮液，碳酸钙的初始浓度为80g/L，BET为24.22m²/g，碳酸钙的形貌为立方形及其立方形的连体，见附图3。初始悬浮液的温度为57℃，pH为8.4，电导率为750μS/cm。六叶涡轮搅拌桨的转速为900rpm，将悬浮液搅拌升温至80℃，然后开始从底部通入CO₂/空气的混合气体，用流量计控制CO₂/空气的体积流量比值为1/2，气体总流量为1.6L/min；同时用蠕动泵连续地添加氢氧化钙乳液800ml，氢氧化钙的浓度为1.0mol/L，控制氢氧化钙的添加速度为3.33ml/min、时间为240min，过程中悬浮液的电导率在340～510μS/cm。反应结束后，取100ml趁热过滤，滤饼用15ml乙醇洗涤，滤饼在60℃真空烘箱中干燥8小时，得到粉体产物样品，测试BET为17.43m²/g，SEM观察为立方形，见附图4。

实施例3(形貌转变)

在3L搅拌反应釜中装填2L碳酸钙水悬浮液，碳酸钙的初始浓度为80g/L，BET为25.71m²/g，碳酸钙的形貌为棒形，平均长径比为3.9，见附图5。初始悬浮液的温度为54℃，pH为8.4，电导率为1050μS/cm，六叶涡轮搅拌桨的转速为800rpm，将悬浮液搅拌升温至80℃，然后开始从底部通入CO₂/空气的混合气体，用流量计控制CO₂/空气的体积流量比值为1/2，气体总流量为1.6L/min；同时用蠕动泵连续地添加氢氧化钙乳液1200ml，氢氧化钙的浓度为1.0mol/L，控制氢氧化钙的添加速度为5.0ml/min、时间为240min，过程中悬浮液的电导率在485～876μS/cm。反应结束后，取100ml趁热过滤，滤饼用15ml乙醇洗涤，滤饼在60℃真空烘箱中干燥8小时，得到粉体产物样品，测试BET为18.69m²/g，SEM观察为立方形，见附图6。

实施例4(形貌转变)

在3L搅拌反应釜中装填2L碳酸钙水悬浮液，碳酸钙的初始浓度为80g/L，BET为20.03m²/g，碳酸钙的形貌为纺锤形+立方形，平均长径比为2.7，见附图7。初始悬浮液的温度为60℃，pH为6.8，电导率为359μS/cm，六叶涡轮搅拌桨的转速为1000rpm，将悬浮液搅拌维持温度为60℃，从底部通入CO₂/空气的混合气体，用流量计控制CO₂/空气的体积流量比值为1/2，气体总流量为1.6L/min。同时用蠕动泵连续地添加氢氧化钙乳液800ml，氢氧化钙的浓度为0.45mol/L，控制氢氧化钙的添加速度为4.4ml/min、时间180min，过程中悬浮液的电导率在421～643μS/cm。反应结束后，取100ml趁热过滤，滤饼用15ml乙醇洗涤，滤饼在60℃真空烘箱中干燥8小时，得到粉体产物样品，测试BET为18.90m²/g，SEM观察为立方形，见附图8。

实施例5(形貌转变)

在3L搅拌反应釜中装填2L碳酸钙水悬浮液，碳酸钙的初始浓度为80g/L，BET为19.04m²/g，碳酸钙的形貌为立方形，颗粒粒度呈双峰分布，见附图9。初始悬浮液的温度为59℃，pH为6.8，电导率为349μS/cm，六叶涡轮搅拌桨的转速为800rpm，将悬浮液搅拌升温至70℃，然后开始从底部通入CO₂/空气的混合气体，用流量计控制CO₂/空气的体积流量比值为1/2，气体总流量为1.6L/min。同时用蠕动泵连续地添加氢氧化钙乳液800ml，氢氧化钙的浓度为0.41mol/L，控制氢氧化钙的添加速度为3.33ml/min、时间240min，过程中悬浮液的电导率在415～567μS/cm。反应结束后，取100ml趁热过滤，滤饼用15ml乙醇洗涤，滤饼在60℃真空烘箱中干燥8小时，得到粉体产物样品，测试BET为17.35m²/g，SEM观察为立方形，见附图10。

实施例6(1500L搅拌釜试验)

在1500L搅拌反应釜中装填1000L碳酸钙水悬浮液，碳酸钙的初始浓度为104g/L，BET为30.24m2/g，碳酸钙的形貌为类球形，见附图11。初始悬浮液的温度为46℃，pH为6.7，电导率为312μS/cm。六叶涡轮搅拌桨的转速为250rpm，将悬浮液搅拌升温至77℃，然后开始从底部通入CO₂/空气的混合气体，用流量计控制CO₂/空气的体积流量比值为1/2，气体总流量为50m³/h。同时用计量泵连续地添加氢氧化钙乳液300L，氢氧化钙的浓度为1.04mol/L，控制氢氧化钙的添加速度为2.5L/min、时间120min，过程中悬浮液的电导率在304～681μS/cm。反应结束后，升温到80℃，添加质量浓度10％的硬质酸钠水乳液46kg，搅拌2h后趁热压滤，滤饼装入盘中，置于热油干燥箱中干燥，导热油温度150℃，干燥8h，得到粉体产物，测试BET为22.36m²/g，SEM观察为立方形，见附图12。

实施例7(工业鼓泡塔试验)

在直径为3m、总容积为70m³的鼓泡塔中装填48m³碳酸钙悬浮液，碳酸钙的初始浓度为139g/L，pH为6.4，电导率为210μS/cm，碳酸钙BET为20.07m²/g，形貌为棒形+类球形，平均长径比为2.6，见附图13。悬浮液的温度为64℃，自塔底部通入石灰窑窑气，窑气中二氧化碳体积浓度为34％，窑气流量为3600m³/h；同时从鼓泡塔底部连续添加浓度为2.44mol/L的氢氧化钙乳液，添加的平均速度为5.4m³/h、时间为50min，过程中悬浮液的电导率在650～1020μS/cm之间。反应结束后，取100ml趁热过滤，滤饼用15ml乙醇洗涤，滤饼在60℃真空烘箱中干燥8小时，得到粉体产物样品，测试BET为17.43m²/g，SEM观察为立方形，见附图14。

实施例8(1500L搅拌釜试验)

在1500L搅拌反应釜中装填1000L碳酸钙水悬浮液，碳酸钙的初始浓度为129g/L，BET为15.63m²/g，碳酸钙的形貌为立方形，见附图15。初始悬浮液的温度为75℃，pH为7.1，电导率为554μS/cm，六叶涡轮搅拌桨的转速为260rpm，将悬浮液搅拌升温至82℃，然后开始从底部通入CO²/空气的混合气体，用流量计控制CO²/空气的体积流量比值为1/2.5，气体总流量为60m³/h；同时用计量泵连续地添加氢氧化钙乳液580L，氢氧化钙的浓度为1.29mol/L，控制氢氧化钙的添加速度为1.5L/min、时间200min，过程中悬浮液的电导率在660～1068μS/cm。反应结束后，测得最终悬浮液中碳酸钙的浓度为150g/L。取100ml悬浮液趁热过滤，滤饼用15ml乙醇洗涤，滤饼在60℃真空烘箱中干燥8小时，得到粉体产物样品，测试BET为13.08m²/g，SEM观察为立方形，见附图16。

实施例9(1500L搅拌釜试验)

在1500L搅拌反应釜中装填840L碳酸钙水悬浮液，碳酸钙浓度为129g/L，BET为13.06m²/g，碳酸钙的形貌为立方形，见附图17。初始悬浮液的温度为72℃，pH为7.0，电导率为430μS/cm。六叶涡轮搅拌桨的转速为240rpm，将悬浮液搅拌升温至80℃，然后开始从底部通入CO₂/空气的混合气体，用流量计控制CO₂/空气的体积流量比值为1/2，气体总流量为60m³/h。同时用计量泵连续地添加氢氧化钙乳液580L，氢氧化钙的浓度为1.4mol/L，控制氢氧化钙的添加速度为1.45L/min、时间200min，过程中悬浮液的电导率在680～1120μS/cm。反应结束后，测得最终悬浮液中碳酸钙的浓度为142g/L。取100ml悬浮液趁热过滤，滤饼用15ml乙醇洗涤，滤饼在60℃真空烘箱中干燥8小时，得到粉体产物样品，测试BET为8.27m²/g，SEM观察为立方形，见附图18。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (8)

1.规整性立方形碳酸钙的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1：向反应釜中装填碳酸钙悬浮液，调整悬浮液初始温度至反应温度备用；

所述碳酸钙悬浮液初始浓度≤240g/L，初始pH为6.4～10，初始电导率≤2500μS/cm，反应温度≥50℃；

S2：从反应釜的底部通入富含二氧化碳的气体，同时向反应釜中连续地添加氢氧化钙乳液进行碳化反应；

所述二氧化碳与氢氧化钙的供应比例基于二氧化碳的逃逸系数确定，逃逸的二氧化碳占供应二氧化碳之比为f时，二氧化碳与氢氧化钙的摩尔比例不小于1/(1-f)；

所述氢氧化钙的供应总量基于初始悬浮液中碳酸钙与产物中碳酸钙的比表面积比值S₀/S和形状确定，氢氧化钙供应总量的理论用量为初始悬浮液中碳酸钙与产物中碳酸钙的比表面积比值S0/S的0.18～1.1倍，氢氧化钙供应总量的实际用量根据初始悬浮液中碳酸钙的具体形状进行修正，修正系数为0.9～1.0；

所述二氧化碳与氢氧化钙的供应速率采用电导率监控辅助的方法控制，二氧化碳与氢氧化钙的供应速率使得反应过程中悬浮液中的电导率≤3000μS/cm；

S3：在步骤S2中的碳化反应结束后，过滤，再进行干燥，得到粉体产物；

或者在过滤之前对所得立方形碳酸钙进行表面处理，再过滤、干燥，获得粉体产物，所述表面处理方法为：在碳化反应结束后温度为45～80℃的碳酸钙悬浮液，加入包覆剂浓度为5～20％的温度在70～95℃之间的水溶液；所述的包覆剂包括脂肪酸及其碱金属盐或水溶性钛酸酯偶联剂中的一种或两种，包覆剂的用量以碳酸钙计为0.75～4％，包覆活化处理时间为1～2小时；

所述步骤S2中，初始碳酸钙的形状为类球形时，氢氧化钙供应总量修正系数为1.0；圆球形时，氢氧化钙供应总量修正系数为0.96；立方形时，氢氧化钙供应总量修正系数为0.9。

2.根据权利要求1所述规整性立方形碳酸钙的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中碳酸钙悬浮液初始浓度≤150g/L、初始电导率为200～1500μS/cm，初始pH为6.5～8.5。

3.根据权利要求1所述规整性立方形碳酸钙的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，二氧化碳与氢氧化钙的供应速率使得反应过程中悬浮液中电导率≤2000μS/cm，反应过程温度≥50℃。

4.根据权利要求3所述规整性立方形碳酸钙的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中富含二氧化碳的气体包括：纯二氧化碳/空气混合气、合成氨过程和发酵过程中排放的二氧化碳气体、生石灰烧制过程中收集的窑气、采用化石原料燃烧过程收集的含二氧化碳气体或者是碳酸钙碳化合成反应器排放的含二氧化碳气体。

5.根据权利要求4所述规整性立方形碳酸钙的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中富含二氧化碳的气体中二氧化碳体积浓度不低于25％，所述氢氧化钙乳液浓度为0.4～2.5mol/L；所述步骤S2中供应速率使反应过程中悬浮液电导率≤1500μS/cm，反应过程温度≥60℃，二氧化碳的逃逸系数f的范围基于不同的反应器为0.25～0.5，CO₂和氢氧化钙的摩尔比例≥1.3。

6.根据权利要求5所述规整性立方形碳酸钙的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中反应过程温度≥75℃，CO₂和氢氧化钙的摩尔比例≥1.7。

7.根据权利要求1所述规整性立方形碳酸钙的制备方法，其特征在于，步骤S2中富含CO₂的气体采用流量计控制流量，氢氧化钙乳液采用自动阀或调频泵与电导率联动控制的方法控制添加原料的流量及其比例。

8.根据权利要求1所述规整性立方形碳酸钙的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中偶联剂为烷醇胺酸或二〔焦磷酸二烷氧基酯〕(2-羟基)丙酸钛或醇胺脂肪酸酯中的一种，或者采用常州新区利进化工股份有限公司生产的CT-54偶联剂或CT-64偶联剂中的一种。

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