CN115784285A - 一种co2间接矿化电石渣制备纳米碳酸钙的方法 - Google Patents
一种co2间接矿化电石渣制备纳米碳酸钙的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115784285A CN115784285A CN202211478032.3A CN202211478032A CN115784285A CN 115784285 A CN115784285 A CN 115784285A CN 202211478032 A CN202211478032 A CN 202211478032A CN 115784285 A CN115784285 A CN 115784285A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbide slag
- calcium carbonate
- mineralizing
- nano calcium
- indirectly
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 122
- 239000002893 slag Substances 0.000 title claims abstract description 80
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 230000001089 mineralizing effect Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 title claims description 5
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 4
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 52
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 35
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 28
- USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N Ammonium acetate Chemical compound N.CC(O)=O USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000005695 Ammonium acetate Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229940043376 ammonium acetate Drugs 0.000 claims abstract description 19
- 235000019257 ammonium acetate Nutrition 0.000 claims abstract description 19
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 40
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 17
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 6
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 claims description 4
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BCKXLBQYZLBQEK-KVVVOXFISA-M Sodium oleate Chemical compound [Na+].CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O BCKXLBQYZLBQEK-KVVVOXFISA-M 0.000 claims description 3
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 229920000137 polyphosphoric acid Polymers 0.000 claims description 2
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims description 2
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 claims description 2
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 14
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 15
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 5
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000005997 Calcium carbide Substances 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 4
- CLZWAWBPWVRRGI-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 2-[2-[2-[2-[bis[2-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]-2-oxoethyl]amino]-5-bromophenoxy]ethoxy]-4-methyl-n-[2-[(2-methylpropan-2-yl)oxy]-2-oxoethyl]anilino]acetate Chemical compound CC1=CC=C(N(CC(=O)OC(C)(C)C)CC(=O)OC(C)(C)C)C(OCCOC=2C(=CC=C(Br)C=2)N(CC(=O)OC(C)(C)C)CC(=O)OC(C)(C)C)=C1 CLZWAWBPWVRRGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 3
- 239000002077 nanosphere Substances 0.000 description 3
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 3
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 3
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229960001484 edetic acid Drugs 0.000 description 2
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 235000019830 sodium polyphosphate Nutrition 0.000 description 2
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920000805 Polyaspartic acid Polymers 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001748 carbonate mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000009388 chemical precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004332 deodorization Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 239000012767 functional filler Substances 0.000 description 1
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 1
- 238000000643 oven drying Methods 0.000 description 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 108010064470 polyaspartate Proteins 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000009919 sequestration Effects 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000606 toothpaste Substances 0.000 description 1
- 229940034610 toothpaste Drugs 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/141—Feedstock
Landscapes
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种CO2间接矿化电石渣制备纳米碳酸钙方法：(1)电石渣中活性钙组分的浸取：将电石渣与乙酸铵浸取剂混合，搅拌反应过滤得到富钙浸取液；(2)富钙浸取液CO2碳酸化反应：向步骤(1)富钙浸取液中加入分散剂，并通入CO2气体持续搅拌至澄清溶液有沉淀析出时，停止CO2供气，持续搅拌反应，待pH降为7.0‑8.0时，终止反应进行固液相分离，固相经烘干研磨得到纳米碳酸钙。该方法以乙酸铵作为电石渣循环浸取剂通过分步式间接矿化工艺制备纳米碳酸钙，可以得到纯度及白度满足商业化要求的纳米碳酸钙产品。
Description
技术领域
本发明涉及固体废弃物资源化利用、温室气体CO2减排、化工材料技术领域，特别是涉及一种CO2间接矿化电石渣制备纳米碳酸钙的方法。
背景技术
电石渣作为典型的含钙碱性材料，CaO含量高达80-90wt％，是电石水解生产乙炔的副产品，每生产1吨PVC产量约为20吨(90wt％的水含量)。目前电石渣主要用作建材、道路建设、化工等行业的原料，由于电石渣钙质资源丰富，通过与二氧化碳矿化强化技术手段不仅可以形成具有高附加值(高白度、小粒径、高纯度)的碳酸钙产品，产生一定的经济效益。同时所形成的稳定碳酸盐还可以实现永久固定CO2，为减少人为碳排放缓解全球变暖提供一种有效的技术路径。
当前全球变暖仍在加速发展，创纪录的温室气体浓度将全球温度推向越来越危险的水平，气候变化带来的社会和经济影响不断加剧。实现碳达峰碳中和是一场广泛而深刻的经济社会***性变革，在如此巨大的碳减排压力下，二氧化碳捕集利用与封存技术(CCUS)作为一种大规模的温室气体减排技术，将成为我国实现碳中和目标不可或缺的关键性技术之一。该技术在利用和封存阶段可通过碱土金属与捕集CO2结合形成碳酸盐矿物实现永久固定CO2，同时还能形成高附加值碳酸钙产品产生一定的经济效益。
纳米碳酸钙具有方解石(三方晶系菱形)、文石(正交晶系针状)和球霰石(六方晶系球形)三种不同形貌的无水晶体结构，粒度介于0.01-0.1μm之间。其中纳米球霰石碳酸钙表现出良好的平滑性、流动性、分散性和耐磨性等特性，被广泛应用在橡胶、涂料油漆、油墨、医药、牙膏和化妆品等领域。作为一种重要的填充物，纳米碳酸钙在应用过程中往往作为改性或补强等功能性填料使用，提高弯曲强度和弹性模量热变形温度等，还可以改善油墨的光泽度、稳定性。
目前利用电石渣制备纳米碳酸钙主要包括煅烧消化-碳酸化和钙组分浸取-碳酸化两种方式。早期吴绮文等人采用水洗及粗筛的方式将电石渣初步净化，烘干后在一定温度下煅烧，再用80℃的热水进行消化，配制成4-10wt％的Ca(OH)2溶液，在常温常压下将体积浓度为25％的CO2气体通入浆液并持续搅拌反应，通过调控反应条件制备出平均粒径为35nm的纳米碳酸钙产品。虽然焙烧过程可以有效的去除电石渣中杂质，但工艺产生额外的煅烧能耗，投资运行成本高，难以实现大规模工业应用。刘飞等人采用盐酸浸取工艺路线，首先使用盐酸对电石渣进行酸化处理，然后与碳酸钠进行均相反应，发现盐酸酸化后会促进碳酸钙晶须的团聚，有助于分布均匀的文石型碳酸钙晶须的合成，其长径比在30～60区间范围。朱敏等人则采用NH4Cl溶液对电石渣进行预处理，后经碳酸化制备纳米碳酸钙，发现在碳酸化温度为0-5℃，NH4Cl溶液浓度为8wt％时，电石渣的利用率高达92％以上，经过滤后得到球型纳米碳酸钙平均粒径为30-80nm，该工艺制备产品纯度和白度分别达到98.60％。该工艺可以显著分离电石渣中的杂质，但是随着国家环境标准的日趋严格，含氯等废水的处理成为该工艺最突出的问题。
公布号为CN113620331B的中国专利公开了一种CO2矿化电石渣制备纳米球霰石碳酸钙的方法，介绍了以硫酸铵作为电石渣浸取剂通过分步式温和矿化耦合浮选除杂工艺，结合有效的分散剂调控，获得了纳米级的球霰石碳酸钙产品。公开号为CN102602973A的中国专利公开了一种利用电石渣合成超细碳酸钙的方法。介绍了以氯化铵作为浸取剂，有效提取电石渣中的活性钙组分，并向活性钙浸取液中通入气体CO2来制备超细碳酸钙。公开号为CN110040757A的中国专利公开了一种利用电石渣制备轻质碳酸钙的方法，首先通过电石渣预处理消除电石渣中杂质等有害物质，其次耦合工业碳捕集的气体CO2与电石渣悬浊液混合碳酸化制备了珠状无定形微细颗粒轻质碳酸钙。公开号为CN103738997A的中国专利公开了一种以电石渣为原料制备纳米碳酸钙的方法。首先将电石渣按照固液分离、杂质去除、去味、脱色预处理，接着用氯化铵对预处理悬浊液进行浸取，最后再向浸取液中通入CO2气体搅拌碳酸化，得到1000目以下的碳酸钙微粉。
上述专利申请报道的电石渣CO2直接矿化法制备碳酸钙粒度分布较大，且杂质分离不彻底，导致产品纯度低于商业化碳酸化产品纯度。电石渣间接碳酸化法得到的碳酸钙粒度分布不均匀，同时含氯废水处理比较困难，经济性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种CO2间接矿化电石渣制备纳米碳酸钙的方法，该方法以乙酸铵作为电石渣浸取剂通过分步式CO2间接矿化工艺来获取纳米碳酸钙的方法，可以得到纯度及白度满足商业化要求的纳米球碳酸钙产品。
本发明提供如下技术方案：
一种CO2间接矿化电石渣制备纳米碳酸钙的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)电石渣中活性钙组分的浸取：将电石渣与乙酸铵浸取剂混合，搅拌反应过滤得到富钙浸取液；
(2)富钙浸取液CO2碳酸化反应：向步骤(1)富钙浸取液中加入分散剂，并通入CO2气体持续搅拌至澄清溶液有沉淀析出时，停止CO2供气，持续搅拌待pH降为7.0-8.0时，终止反应进行固液相分离，固相经烘干研磨得到纳米碳酸钙。
本发明提出了一种CO2间接矿化电石渣制备纳米碳酸钙方法，该方法可以解决现有电石渣制备碳酸钙工艺中产品碳酸钙的粒度分布不均匀、电石渣中杂质成分分离不彻底以及含氯废液难处理等问题。
在步骤(1)中将电石渣与浓度为0.2-4.0mol/L的乙酸铵溶液，按照固液比1.5-15wt％混合，在20-80℃条件下搅拌反应30-120min。
在步骤(2)中向富钙浸取液中加分散剂充分搅拌混合，在温度为20-60℃，搅拌速度为400-1200rpm条件下，以150-500mL/min的流速通入CO2气体碳酸化。
在步骤(2)中加入理论碳酸钙质量的1-5wt％分散剂，并通入CO2气体持续搅拌1-5min，所述分散剂为有机氨基酸和聚磷酸的复合盐溶液，包括聚合磷酸钠、甘氨酸、油酸钠及乙二胺四乙酸中的两种或者两种以上的混合物。
在步骤(2)中待澄清溶液有沉淀析出时，停止CO2供气，继续搅拌反应(如3-5min)，待pH降为7.0-8.0时，终止碳酸化反应。
在步骤(2)中，固相经烘干研磨得到粒度分布为150-500nm的纳米碳酸钙。
步骤(2)中的副产物乙酸铵溶液通过调整其浓度值循环用于步骤(1)的电石渣浸取反应，即分离后的液相作为循环浸取剂与电石渣反应。
步骤(2)的碳酸化反应采用化学沉淀法，将CO2气体由反应器的底部喷入，CO2分散器孔径为0.01-1.0mm滤芯构成，控制CO2气泡的大小。
在本发明中，所述方法还包括电石渣预处理：将电石渣进行机械粉碎，得到粒度为≤150μm的固体颗粒。
在本发明中，所述电石渣是电石水解生产乙炔的副产品，每生产1吨PVC产量约为20吨(90wt％的水含量)，俗称电石渣浆，pH值大于12，具有强碱性，其氧化钙含量高达85％左右。
与现有技术相比，本发明提供的CO2间接矿化电石渣制备纳米碳酸钙方法，其有益效果体现在：
(1)电石渣是一种富含钙组分较高工业固体废弃物，通过采用乙酸铵浸取可以在20-30min内得到不低于90％的钙组分转化率；
(2)CO2矿化富钙浸取液耦合分散剂控制可以得到粒度分布均匀，纯度和白度均高于95％的纳米碳酸钙产品，碳酸化阶段过滤后的液相可直接循环用于下一阶段的电石渣活性钙组分浸取；
(3)工艺流程简单，设备投资运行成本低，主要原料浸取剂可实现循环利用，节约原料采购成本，无二次污染，产品粒度、纯度和白度指标满足商业化要求，同时还可以一定程度的实现CO2减排，是一种环境友好型工程工艺。
附图说明
图1为CO2间接矿化电石渣制备纳米碳酸钙全流程示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
本发明提供的CO2间接矿化电石渣制备纳米碳酸钙的全流程示意图如图1所示。
实施例1
本实施例中选用的电石渣含水率约为30wt％，CaO含量为85wt％左右，具体的操作工艺如下：
(1)将电石渣80℃条件下烘干24h，并通过机械粉碎筛分至小于150目的粒径；
(2)配制浓度为0.5mol/L的乙酸铵溶液，作为电石渣钙组分的浸取剂；
(3)将步骤(1)中5g电石渣与步骤(2)中乙酸铵溶液以固液比为10.0wt％一起加入带机械搅拌的密闭反应器中，在25℃条件下以800rpm搅拌速度充分的混合反应30min。反应结束后，过滤得到富钙浸取液；
(4)向步骤(3)中富钙浸取液中加入2.0wt％分散剂，在温度为40℃，速度为850rpm条件下充分搅拌，并同时以300mL/min的流速通入CO2气体碳酸化，CO2气泡大小由孔径为0.01-1.0mm滤芯分散器控制；
(5)碳酸化反应溶液有沉淀析出时，停止CO2供气，继续搅拌反应待体系中pH值小于8时终止反应，将反应产物进行固液相分离，液相作为浸取反应循环浸取剂，固相经烘干研磨检测表明，固体产物为球形的纳米碳酸钙，粉末平均粒径为470nm左右，碳酸钙纯度为96.5％，白度为97％。本步骤中，分散剂是将聚天冬氨酸和油酸钠按照1：1混合而成；
步骤(5)得到的液相滤液经检测主要成分为乙酸铵，可通过调节其浓度值作为步骤(3)中电石渣中钙组分的再循环浸取剂。
实施例2
本实施例中选用的电石渣含水率约为30wt％，CaO含量为85wt％左右，具体的操作工艺如下：
(1)将电石渣80℃条件下烘干24h，并通过机械粉碎筛分至小于150目的粒径；
(2)配制浓度为1.0mol/L的乙酸铵溶液，作为电石渣的浸取剂；
(3)将步骤(1)中10g电石渣与步骤(2)中乙酸铵溶液以固液比为12.5wt％一起加入带机械搅拌的密闭反应器中，在40℃条件下以800rpm搅拌速度充分的混合反应60min。反应结束后，过滤得到富钙浸取液；
(4)向步骤(3)中富钙浸取液中加入2.0wt％分散剂，在温度为25℃，速度为1000rpm条件下充分搅拌，并同时以500mL/min的流速通入CO2气体碳酸化，CO2气泡大小由孔径为0.01-1.0mm滤芯分散器控制；
(5)碳酸化反应溶液有沉淀析出时，停止CO2供气，继续搅拌反应待体系中pH值小于8时终止反应，将反应产物进行固液相分离，液相作为电石渣浸取反应循环浸取原料，固相经烘干研磨检测表明，固体产物为球形纳米碳酸钙，粉末平均粒径为220nm左右，碳酸钙纯度为96.6％，白度为95.5％。本步骤中，所述的分散剂是将甘氨酸、乙二胺四乙酸及聚磷酸钠按1：1：1混合而成。
步骤(5)得到的液相滤液经检测主要成分为乙酸铵，可通过调节其浓度值作为步骤(3)的电石渣浸取阶段的再循环浸取剂。
实施例3
本实施例中选用的电石渣含水率约为30wt％，CaO含量为85wt％左右，具体的操作工艺如下：
(1)将电石渣80℃条件下烘干24h，并通过机械粉碎筛分至小于150目的粒径；
(2)配制浓度为2.0mol/L的乙酸铵溶液，作为电石渣的浸取剂；
(3)将步骤(1)中15g电石渣与步骤(2)中乙酸铵溶液以固液比为6.5wt％一起加入带机械搅拌的密闭反应器中，在60℃条件下以800rpm搅拌速度充分的混合反应120min。反应结束后，过滤得到富钙浸取液；
(4)向步骤(3)中富钙浸取液中加入3.0wt％分散剂，在温度为60℃，速度为800rpm条件下充分搅拌，并同时以150mL/min的流速通入CO2气体碳酸化，CO2气泡大小由孔径为0.01-1.0mm滤芯分散器控制。
(5)碳酸化反应溶液有沉淀析出时，停止CO2供气，继续搅拌反应待体系中pH值小于8时终止反应，将反应产物进行固液相分离，液相作为浸取反应循环浸取原料，固相经烘干研磨检测表明，固体产物为球形纳米碳酸钙，粉末平均粒径为380nm左右，碳酸钙纯度为95.5％，白度为97％。本步骤中，所述的分散剂是将甘氨酸、聚丙烯酸及聚磷酸钠按1：1：1混合而成。
步骤(5)得到的液相滤液经检测主要成分为乙酸铵，可通过调节其浓度值作为步骤(3)中再循环电石渣浸取剂。
以上所述的具体实施方式对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，需要理解的是以上所述实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种CO2间接矿化电石渣制备纳米碳酸钙的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)电石渣中活性钙组分的浸取：将电石渣与乙酸铵浸取剂混合，搅拌反应过滤得到富钙浸取液；
(2)富钙浸取液CO2碳酸化反应：向步骤(1)富钙浸取液中加入分散剂，并通入CO2气体持续搅拌至澄清溶液有沉淀析出，停止CO2供气，持续搅拌反应，待pH降为7.0-8.0时，终止反应进行固液相分离，固相经烘干研磨得到纳米碳酸钙。
2.根据权利要求1所述的CO2间接矿化电石渣制备纳米碳酸钙的方法，其特征在于，在步骤(1)中，将电石渣与浓度为0.2-4.0mol/L的乙酸铵溶液，按照固液比1.5-15wt％混合，在20-80℃条件下搅拌反应30-120min。
3.根据权利要求1所述的CO2间接矿化电石渣制备纳米碳酸钙的方法，其特征在于，在步骤(2)中，向步骤(1)富钙浸取液中加入分散剂充分搅拌混合，在温度为20-60℃，搅拌速度为400-1200rpm条件下，以150-500mL/min的流速通入CO2气体碳酸化。
4.根据权利要求1所述的CO2间接矿化电石渣制备纳米碳酸钙的方法，其特征在于，在步骤(2)中，向步骤(1)富钙浸取液加入理论碳酸钙1-5wt％的分散剂，并通入CO2气体持续搅拌1-5min，所述分散剂为有机氨基酸和聚磷酸的复合盐溶液，包括聚合磷酸钠、甘氨酸、油酸钠及乙二胺四乙酸中的两种或者两种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的CO2间接矿化电石渣制备纳米碳酸钙的方法，其特征在于，在步骤(2)中，待澄清溶液有沉淀析出时，停止CO2供气，继续搅拌反应，待pH降为7.0-8.0时，终止碳酸化反应。
6.根据权利要求1所述的CO2间接矿化电石渣制备纳米碳酸钙方法，其特征在于，在步骤(2)中，固相经烘干研磨得到粒度分布为150-500nm的纳米碳酸钙。
7.根据权利要求1所述的CO2间接矿化电石渣制备纳米碳酸钙方法，其特征在于，在步骤(2)中，过滤后液相作为循环浸取剂与电石渣反应。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211478032.3A CN115784285A (zh) | 2022-11-23 | 2022-11-23 | 一种co2间接矿化电石渣制备纳米碳酸钙的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211478032.3A CN115784285A (zh) | 2022-11-23 | 2022-11-23 | 一种co2间接矿化电石渣制备纳米碳酸钙的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115784285A true CN115784285A (zh) | 2023-03-14 |
Family
ID=85440758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211478032.3A Pending CN115784285A (zh) | 2022-11-23 | 2022-11-23 | 一种co2间接矿化电石渣制备纳米碳酸钙的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115784285A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116812957A (zh) * | 2023-04-25 | 2023-09-29 | 原初科技（北京）有限公司 | 利用太阳能供热固定co2并制备碳酸钙的集成***和方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110817922A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-02-21 | 合肥工业大学 | 一种无机/有机复合诱导剂及其诱导合成纳米碳酸钙的应用 |
| CN113620331A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-11-09 | 浙江大学 | 一种co2矿化电石渣制备纳米球霰石碳酸钙方法 |
| CN115072757A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-09-20 | 山西石器时代新材料科技有限公司 | 一种微细棒状文石型碳酸钙及其制备方法 |
-
2022
- 2022-11-23 CN CN202211478032.3A patent/CN115784285A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110817922A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-02-21 | 合肥工业大学 | 一种无机/有机复合诱导剂及其诱导合成纳米碳酸钙的应用 |
| CN113620331A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-11-09 | 浙江大学 | 一种co2矿化电石渣制备纳米球霰石碳酸钙方法 |
| CN115072757A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-09-20 | 山西石器时代新材料科技有限公司 | 一种微细棒状文石型碳酸钙及其制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116812957A (zh) * | 2023-04-25 | 2023-09-29 | 原初科技（北京）有限公司 | 利用太阳能供热固定co2并制备碳酸钙的集成***和方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101759765B1 (ko) | 고순도 침전형 탄산칼슘의 제조 | |
| CN113620331B (zh) | 一种co2矿化电石渣制备纳米球霰石碳酸钙方法 | |
| CN101020579A (zh) | 一种由电石渣制备高纯轻质碳酸钙微粉的方法 | |
| CN101607720A (zh) | 以含氯化镁的卤水为原料制备氧化镁的方法 | |
| CN101293663A (zh) | 微细碳酸钙制备新工艺 | |
| CN102602974B (zh) | 一种利用天青石生产低钡精细锶盐产品的生产方法 | |
| CN112573555A (zh) | 电石渣矿化固定co2并制备微细碳酸钙的方法 | |
| CN110078390A (zh) | 一种高纯高品质氧化钙和氢氧化钙粉体的制备方法 | |
| CN1415665A (zh) | 钛白废副硫酸亚铁生产氧化铁红颜料的方法 | |
| CN101306819B (zh) | 一种从粉煤灰或炉渣中提取白炭黑的方法 | |
| CN115784285A (zh) | 一种co2间接矿化电石渣制备纳米碳酸钙的方法 | |
| CN108796247A (zh) | 一种稀土料液中钙锶杂质离子的去除方法 | |
| CN111453754A (zh) | 一种高纯度、高活性纳米碳酸钙的制备方法 | |
| CN112978796B (zh) | 一种钒酸钠溶液清洁制备五氧化二钒的方法 | |
| CN112429758A (zh) | 利用电石渣固定co2并制备碳酸钙的方法 | |
| CN101823745B (zh) | 用联碱废液和电石渣生产超细微轻质碳酸钙、氯化铵和碳粉的方法 | |
| CN110817922B (zh) | 一种无机/有机复合诱导剂及其诱导合成纳米碳酸钙的应用 | |
| CN112520777A (zh) | 一种利用钛白副产盐酸渣水制取氯化钙的工艺 | |
| CN102838141A (zh) | 一种菱镁矿除硅铝生产氢氧化镁的工艺 | |
| CN113564688B (zh) | 一种碳酸钙晶须的制备方法 | |
| CN112875762B (zh) | 利用含铁酸洗废液制备氧化铁红的方法 | |
| CN111439771B (zh) | 一种钛白废酸制备硫酸钡的方法 | |
| CN101318672B (zh) | 有机酸类铵盐催化水化生产氢氧化镁的方法 | |
| CN102115813A (zh) | 一种低品位菱镁矿的综合利用方法 | |
| CN112194155B (zh) | 一种采用卤水-电石渣法生产高纯氧化镁的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |