一种从高钙硫酸钠型卤水中制备球状方解石型碳酸钙的方法技术

本发明专利技术涉及一种从高钙硫酸钠型卤水中制备球状方解石型碳酸钙的方法，属于材料化工技术领域。向高钙硫酸钠型卤水中，在温度为20~40℃，加入1.3~1.5g/LNa

【技术实现步骤摘要】
一种从高钙硫酸钠型卤水中制备球状方解石型碳酸钙的方法
本专利技术涉及一种从高钙硫酸钠型卤水中制备球状方解石型碳酸钙的方法，属于材料化工

技术介绍
方解石（Calcite）、文石（Aragonite）和球霰石（Vaterite）为碳酸钙常见的三种无水晶型，方解石型碳酸钙属于三种晶型中热力学稳定性最强的一种。球状方解石碳酸钙具有热力学稳定，比表面积大，比重小，光滑性和平滑性好等突出优点，可以显著提高油墨、塑料、涂料等的填充性能和纸张的涂布性质。因此，开发一种简便的制备球状方解石型碳酸钙的方法具有很重要的意义。目前，制备球状方解石碳酸钙的方法主要有碳化法和复分解法。碳化法属Ca2+-H2O-CO2系统，直接碳化过程会影响轻质碳酸钙的形貌和晶型。复分解法是将含有Ca2+的盐溶液与含有CO32-的盐溶液在一定的条件（盐溶液的浓度、反应温度、反应时间及不同的添加剂）下混合制备纳米碳酸钙的方法。但传统的复分解法体系较为复杂，外加的添加剂难以脱除且对球碳酸钙的理化性质影响很大，条件极为苛刻，导致该法在工业上难以发展。因此，寻求一种不需外加添加剂直接制备球状方解石型碳酸钙的方法成为了未来制备碳酸钙的发展趋势。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题及不足，本专利技术提供一种从高钙硫酸钠型卤水中制备球状方解石型碳酸钙的方法。本专利技术的高钙硫酸钠型卤水，主要成分为NaCl、Na2SO4和部分的CaSO4、MgSO4和MgCl2，Ca2+的浓度400~800mg/L，Mg2+的浓度20~50mg/L，是一种制备球状方解石型碳酸钙的理想原料。且卤水中的杂质离子含量低，制备过程不需外加添加剂引入杂质离子，解决了传统碳酸钙制备过程中杂质难以去除的问题，实现高钙硫酸钠型卤水中钙的资源化利用。利用高钙硫酸钠型卤水中的Ca2+与外加CO32-直接制备碳酸钙前驱体，通过卤水自身含有的Mg2+对碳酸钙的晶型进行调控，最终得到球状方解石型碳酸钙产物。因此，高钙硫酸钠型卤水直接制备球状方解石型碳酸是一种具有广泛应用前景的方法。一种从高钙硫酸钠型卤水中制备球状方解石型碳酸钙的方法，其包括以下步骤：（1）向高钙硫酸钠型卤水中，在温度为20~40℃，加入1.3~1.5g/LNa2CO3和0.15~0.35g/LNaOH，控制卤水pH=10.5~11.5，搅拌30~120min，搅拌完成后加入5~15mg/L聚丙烯酰胺絮凝剂，继续搅拌10~30min，然后静置沉降2~4h得到固体产物A；（2）将步骤（1）得到的固体产物A用pH=7~9的去离子水洗涤除去钠、氯、镁可溶性盐，得到固体产物B，将固体产物B干燥得到球状方解石型碳酸钙。所述步骤（1）中高钙硫酸钠型卤水中成分包括NaCl、Na2SO4、CaSO4、MgSO4和MgCl2，其中Ca2+浓度400~800mg/L，Mg2+浓度20~50mg/L。本专利技术的有益效果是：（1）利用高钙硫酸钠型卤水中的Ca2+与CO32-直接制备碳酸钙前驱体，通过卤水自身含有的Mg2+对碳酸钙的晶型进行调控制备球状方解石型碳酸钙，无需外加添加剂引入杂质离子，实现高钙硫酸钠型卤水中钙的资源化利用。（2）该法制备原料来源、设备及制备过程简单且成本低廉，室温下反应、对环境友好，工艺绿色环保，且操作程序连续可控，易于扩大化生产。附图说明图1是本专利技术实施例1至3制备得到的球状方解石型碳酸钙产物XRD图，其中图（a）为实施例1产物XRD图，图（b）为实施例2产物XRD图，图（c）为实施例3产物XRD图；图2是本专利技术实施例1至3制备得到的球状方解石型碳酸钙产物红外光谱图，其中图（a）为实施例1产物红外光谱图，图（b）为实施例2产物红外光谱图，图（c）为实施例3产物红外光谱图；图3是本专利技术实施例1至3制备得到的球状方解石型碳酸钙产物SEM/EDS图谱，其中图（a）为实施例1产物SEM图，图（a-1）为实施例1产物EDS图谱，图（b）为实施例2产物SEM图，图（b-1）为实施例2产物EDS图谱，图（c）为实施例3产物SEM图，图（c-1）为实施例3产物EDS图谱。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，对本专利技术作进一步说明。以下实施例中所用的高钙硫酸钠型卤水由云南某公司提供，Ca2+含量400~800mg/L，Mg2+含量20~50mg/L；Na2CO3和NaOH均为化学纯或工业纯试剂；聚丙烯酰胺絮凝剂购买自爱森（中国）絮凝剂有限公司。实施例1该从高钙硫酸钠型卤水中制备球状方解石型碳酸钙的方法，其包括以下步骤：（1）向1L高钙硫酸钠型卤水（高钙硫酸钠型卤水中成分包括NaCl、Na2SO4、CaSO4、MgSO4和MgCl2，其中NaCl浓度305.71g/L，Na2SO4浓度21.42g/L，Ca2+浓度486mg/L，Mg2+浓度30mg/L）中，在温度为20℃，加入1.3gNa2CO3（卤水中Na2CO3浓度为1.3g/L）和0.15gNaOH（卤水中NaOH浓度为0.15g/L），控制卤水pH=10.5~11.5，在搅拌转速300r/min的条件下搅拌30min，搅拌完成后加入5mg聚丙烯酰胺絮凝剂（卤水中聚丙烯酰胺絮凝剂浓度为5mg/L），调节转速至50r/min继续搅拌10min，然后静置沉降2h得到固体产物A；（2）将步骤（1）得到的固体产物A用pH=7~9的去离子水洗涤1~2次除去钠、氯、镁可溶性盐，得到固体产物B，将固体产物B在50℃干燥12h得到球状方解石型碳酸钙。本实施例制备得到的球状方解石型碳酸钙XRD图如图1（a）所示，从图1（a）中可以看出通过XRD图谱中，2-Theta/°对应的衍射峰与XRD标准卡片（PDF#05-0586）对比，可知产物为方解石型碳酸钙。本实施例制备得到的球状方解石型碳酸钙红外光谱图如2（a）所示，从图2（a）中可以看出产物中方解石型碳酸钙的特征吸收峰峰强高。本实施例制备得到的球状方解石型碳酸钙SEM图如图3（a）所示，EDS图谱如图3（a-1）所示；从图3（a）所示，产物中粉体颗粒均为规则的球形几何形状。SEM/EDS和XRD检测结果证实，所得产物均为较纯且晶型完好的球状方解石型碳酸钙。化学成分分析可知产物中球状方解石的含量99.16%。实施例2该从高钙硫酸钠型卤水中制备球状方解石型碳酸钙的方法，其包括以下步骤：（1）向1L高钙硫酸钠型卤水（高钙硫酸钠型卤水中成分包括NaCl、Na2SO4、CaSO4、MgSO4和MgCl2，其中NaCl浓度305.71g/L，Na2SO4浓度21.42g/L，Ca2+浓度587.1mg/L，Mg2+浓度48.24mg/L）中，在温度为40℃，加入1.42gNa2CO3（卤水中Na2CO3浓度为1.42g/L）和0.21gNaOH（卤水中NaOH浓度为0.21g/L），控制卤水pH=10.5~11.5，在搅拌转速350r/min的条件下搅拌30min，搅拌完成后加入10mg本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从高钙硫酸钠型卤水中制备球状方解石型碳酸钙的方法，其特征在于包括以下步骤：/n（1）向高钙硫酸钠型卤水中，在温度为20~40℃，加入1.3~1.5g/LNa

【技术特征摘要】
1.一种从高钙硫酸钠型卤水中制备球状方解石型碳酸钙的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）向高钙硫酸钠型卤水中，在温度为20~40℃，加入1.3~1.5g/LNa2CO3和0.15~0.35g/LNaOH，控制卤水pH=10.5~11.5，搅拌30~120min，搅拌完成后加入5~15mg/L聚丙烯酰胺絮凝剂，继续搅拌10~30min，然后静置沉降2~4h得到固体产物A；
（2）将步骤（1）...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗兴国，李俊杰，李兴彬，何劲，魏昶，邓志敢，李继东，李旻廷，
申请(专利权)人：昆明理工大学，云南省盐业有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53