纳米碳酸钙的制备方法根据制备过程中是否发生化学反应可分为化学法和物理法，其中化学法包括碳化法、乳液法、夹套反应釜法和复分解法。碳化法是生产纳米轻质碳酸钙的主要方法。首先，将精选的石灰石煅烧以获得氧化钙和窖气。然后消化氧化钙，生成的氢氧化钙悬浮液在高剪切力的作用下被粉碎，通过多级悬浮液分离去除颗粒和杂质，从而得到一定浓度的精制氢氧化钙悬浮液。然后通入二氧化碳气体，加入适当的晶型控制剂，碳化至终点，得到所需晶型的碳酸钙浆料。然后进行脱水、干燥和表面处理，得到纳米碳酸钙产品。碳化是整个生产过程的核心。根据碳化反应过程中二氧化碳气体与氢氧化钙悬浮液接触方式的不同，纳米碳酸钙的工业合成方法可分为间歇鼓泡法、喷雾碳化法、喷雾吸收法和超重力碳化法。
间歇鼓泡法
间歇鼓泡碳化法是目前国内外广泛采用的碳化方法。间歇鼓泡碳化法，也叫釜式碳化法，是将石灰乳用冷冻机冷却到25℃以下，泵入碳化塔，通入CO2混合物，在搅拌下碳化。通过控制反应温度、浓度、搅拌速度、添加剂等工艺条件，间歇式制备纳米碳酸钙。这种方法可以生产普通的微细碳酸钙，但对于纳米碳酸钙的生产，需要严格控制一些工艺条件，如碳化反应温度、石灰乳浓度等。相应地，鼓泡塔也需要进行一些改进，如增加搅拌器、挡板或用气体分布器控制等。，但也存在粒度分布不均匀、控制困难、粒度不够细化、批次间产品质量重现性差、工业放大困难等缺点。陈先勇等人采用间歇鼓泡碳化法，通过严格控制碳化反应温度、灰乳液密度、添加剂等因素，成功制备了粒径分布均匀、平均粒径约40nm的单分散球形纳米碳酸钙产品。
多级喷雾碳化
制备纳米碳酸钙的基本步骤是:按工艺要求的浓度配制精制石灰乳悬浮液，然后加入适量的添加剂，充分混合后泵入喷雾碳化塔顶部的雾化器，乳液在高速旋转产生的巨大离心力作用下雾化成粒径细小的液滴；含有适量CO2的干燥混合气体从塔底引入，通过气体分布器在塔内均匀分散。液滴与塔中的气体瞬间逆向接触，产生CaCO3。多级喷雾碳化法制备的CaCO3粒径细小均匀，平均粒径在30~40nm之间，颗粒的晶型可以调控。该方法具有生产能力大、产品质量稳定、能耗低、投资小的优点。
喷射吸收法
吸收法是中南工业大学的曼·芮林等人研究的一种技术。该技术是将窖气降温除尘后由风机送入喷射碳化塔，再由泥浆泵将石灰乳送入喷射碳化塔。在碳化塔的狭窄喉部，窖气和石灰乳高度分散，相互剪切混合，因此气液接触面积大。该工艺具有投资少、设备简单、碳化效率高、维护方便、能耗低等优点。
超重力方法
超重力法是在比地球重力场大几百倍甚至几千倍的超重力场条件下，利用离心力使气液、液液、液固两相在多孔介质中发生流动接触。巨大的剪切力将液体撕成极薄的薄膜和极细的丝滴，产生巨大而快速的相界面，使相间传质的体积传质速率比塔高1~3个数量级，大大加强了微观混合速率。超重力结晶从根本上强化了反应器内的传递过程和微观混合过程，CaCO3的成核过程和生长过程分别在两个反应器中进行，即反应成核区置于高度强化的微观混合区，宏观流型为无返混的活塞流(超重力反应器)；将晶体置于宏观混合流动区(搅拌釜式反应器)。与传统的碳化工艺相比，这种组合工艺保证了结晶过程满足较高的产品过饱和度、产品浓度分布均匀空和所有晶核生长时间相同的要求。在超重力反应结晶法制备立方纳米碳酸钙的过程中，由于CO2的吸收和传质过程是整个碳化过程的关键步骤，因此强化CO2在液相中的传质速率是提高整个过程速率的有效途径。同时，由于溶液中CO32-的浓度是通过化学吸收产生的，控制CO2的吸收速率也是控制体系过饱和度的有效手段之一。超重力加速度G、液体循环、气体流量、Ca(OH)2初始浓度等操作条件。都影响碳化反应过程。超重力反应结晶法可以制备平均粒径为15-40nm且分布较窄的CaCO3，碳化反应时间较传统方法大大缩短。立方纳米CaCO3的晶体结构为方解石，属于六方晶系。晶体结构与普通碳化法合成的产品相同。由于明显的表面效应，立方纳米碳酸钙粒子的热分解温度下降了195℃。