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電石渣制備碳酸鈣的設(shè)備圖

桂林鴻程 2020-05-18 | 閱讀：1619

電石渣制備碳酸鈣的設(shè)備圖 HLMX超細(xì)電石渣粉立式磨粉機(jī)

電石渣是電石制取聚氯乙烯（PVC）、乙炔氣體時(shí)產(chǎn)生的工業(yè)廢渣,。電石渣中主要的物質(zhì)為氫氧化鈣,，還含有少量的無機(jī)雜質(zhì)，比如MgO,、FeO和SiO2等,，由于電石渣內(nèi)含有少量的C、S,、P等雜質(zhì)使其呈現(xiàn)灰白色,，并伴有濃烈的刺鼻味道。電石渣中的顆粒十分的微小,，粒徑大概在10-15μm,；電石渣的pH值大概能夠達(dá)到12.5左右，呈現(xiàn)比較強(qiáng)的堿性。因此以電石渣為原料生產(chǎn)高需求量的超細(xì)活性碳酸鈣,，無疑是處理電石渣最好的途徑,。

1、電石渣的預(yù)處理

電石渣經(jīng)HLMX超細(xì)立磨制成超細(xì)粉后得到電石渣粉,，電石渣粉預(yù)處理方式直接影響到CaCO3產(chǎn)品質(zhì)量的好壞和電石渣的利用率,。一般電石渣的預(yù)處理方式包括兩種，105℃下干燥和530℃下鍛燒,。選擇105℃下干燥一方面可以除去電石渣內(nèi)的水分,，另一方面可以使電石渣內(nèi)的有機(jī)物和揮發(fā)性雜質(zhì)分解，從而可以減小碳酸鈣成品中雜質(zhì)的含量,。530℃下鍛燒一方面是使電石渣內(nèi)的氫氧化鈣分解成氧化鈣,，另一方面使電石渣內(nèi)的金屬化合物轉(zhuǎn)換成難溶物質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)表明,，電石渣經(jīng)105℃干燥的效果最好,。在這種預(yù)處理方式下所得Ca（OH）2回收率和碳酸鈣白度最高。

2,、電石渣的浸出

許多金屬氫氧化物是不溶性陽離子物質(zhì)，只要控制一定的堿性條件,，可使體系中的金屬陽離子有選擇性的沉淀,。根據(jù)溶度積原理，在浸取的過程中,，pH控制在一定范圍以內(nèi),，就可以使Mg2+、Fe3+,、Mn2+等雜質(zhì)離子先形成氫氧化物沉淀,，而Ca2+達(dá)不到Ca（OH）2的溶度積仍留在溶液中，過濾掉沉淀即可得到不含鎂,、鐵,、錳雜質(zhì)的精制Ca2+溶液。

（1）鹽酸浸出

高傳平等采用鹽酸對(duì)電石渣進(jìn)行雜質(zhì)處理后得到球形超細(xì)CaCO3,，所得碳酸鈣純度大于98%,，白度大于97，平均晶粒尺寸為45nm,，電鏡平均粒徑約為80nm,，比表面積約為32m2/g。喬葉剛等采用一定濃度的鹽酸溶解電石渣,，過濾除去不溶性雜質(zhì),，使CaCl2溶液得到凈化。

（2）氯化銨浸出

盧忠遠(yuǎn)等將電石渣加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為J%、過量30%的NH4Cl的溶液中反應(yīng),，CaCO3的回收率最高達(dá)99%,，所合成的碳酸鈣為針狀文石型碳酸鈣。

（3）甘氨酸浸出

袁可等采用甘氨酸水溶液將電石渣中的有效鈣轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄缘母拾彼徕},，通過碳化,，合成出球形碳酸鈣。其工藝與氯化錢工藝非常相似,，但在氯化銨體系中,，所制備的碳酸鈣形貌為立方形，而在甘氨酸體系中,，碳酸鈣的形貌則為球形,。兩者形貌完全不同，這可能是因?yàn)楦拾彼釋?duì)碳酸鈣的形貌有抑制作用,。

3,、碳酸鈣的制備

（1）CO2碳化

吳琦文等以電石渣為原料，CO2為碳源,，制備納米碳酸鈣,。在其制備過程中，研究原料的濃度,、CO2氣體的濃度,、CO2氣體的流速、反應(yīng)溫度,、攪拌速率以及添加劑的用量對(duì)碳酸鈣產(chǎn)品粒徑和晶型的影響,，結(jié)果表明：原料的濃度、CO2濃度和流速對(duì)碳酸鈣平均粒徑有略微的影響,，在一定的條件下可制備顆粒粒徑為50nm,、平均晶粒尺寸約30nm的方解石型納米碳酸鈣顆粒。

Jun-Hwan Bang等利用CO2微氣泡發(fā)生器合成得到小尺寸,、高比表面積的碳酸鈣,，并研究了Ca（OH）2濃度、電解質(zhì)的量,、CO2流量和注入方式對(duì)碳酸鈣的尺寸,、比表面積的影響。結(jié)果表明：CO2流量的增加會(huì)減小碳酸鈣粒子的尺寸,，可能的原因是CO2流量的增加使得剪切速率變大并且增加了CO2的分散;使用MBG（微氣泡發(fā)生器）注入CO2要比常規(guī)的泡沫發(fā)生器制得的碳酸鈣粒子更小,。

（2）碳酸鈉碳化

Yu Dong等利用微乳液作為合成途徑，以碳酸鈉為碳源,，可控的得到不同形貌的碳酸鈣,。通過控制這些參數(shù)：表面活性劑的種類,、陳化時(shí)間以及W0（水與表面活性劑的摩爾比）得到了很多新穎的形貌，納米棒,、六角圓片以及類鏡頭像結(jié)構(gòu),。碳酸鈉和氯化鈣量的增加會(huì)使得碳酸鈣粒子形狀不規(guī)則，達(dá)到一定量后不會(huì)形成微乳液,。

Fang-zhi Huang等以碳酸鈉為碳源,，通過加入可溶性添加物的正向微乳液得到不同形貌的碳酸鈣粒子。當(dāng)在甘氨酸修飾的正向微乳液下,，碳酸鈣生成中空的微球粒子,，然而在Mg2+修飾的正向微乳液下，得到了很多新穎的分層霞石碳酸鈣晶體,，比如軸型霞石碳酸鈣,、圓片霞石碳酸鈣等等。這些不同晶相的特殊形貌碳酸鈣可能是由于碳酸鈣的前體（球形的或者片狀的納米粒子）在雙重的模版下,，自發(fā)組裝形成的,，意味著我們可以在雙重模版下，通過仿生合成手段,，合成得到具有特殊形貌和結(jié)構(gòu)的無機(jī)或者有機(jī)一無機(jī)雜化材料,。

（3）碳酸銨碳化

張宏等采用以下實(shí)驗(yàn)工藝條件：浸取液Ca2+濃度為0.85mol/L，（NH4）2CO3：CaCl2=0.95:1（物質(zhì)的量比）,，反應(yīng)溫度位15℃,，合成得到碳酸鈣的晶形為立方體，平均粒徑為50nm,。實(shí)驗(yàn)過程發(fā)現(xiàn)，Ca2+濃度在1mol/L以下,，隨著濃度的增加粒徑線性下降,，1mol/L以上則變化不明顯；并且,，Ca2+濃度在1mol/L以上,，對(duì)電石渣中雜質(zhì)的去除是非常不利的。

聞琨等以電石渣為原料,、氯化銨溶液為浸取劑,、碳酸銨為碳化劑、檸檬酸為晶行控制劑,，采用液相法制備了高純度的納米級(jí)碳酸鈣,。考察了鈣濃度,、檸檬酸的用量,、碳化溫度三種因素對(duì)碳酸鈣晶型和粒徑的影響,，結(jié)果表明：鈣濃度為0.6mol/L、檸檬酸與碳酸鈣質(zhì)量比為0.03,、碳化溫度為12℃為最佳工藝,，所得碳酸鈣粒徑為40-60nm，為純凈的方解石晶型,。

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