一种室温下以岩盐卤水制备球霰石型碳酸钙的方法技术

本发明专利技术公开了一种室温下以岩盐卤水制备球霰石型碳酸钙的方法，包括以下步骤：1）以岩盐卤水为原料，往岩盐卤水中通入CO

【技术实现步骤摘要】
一种室温下以岩盐卤水制备球霰石型碳酸钙的方法
本专利技术属于材料化工
，具体涉及一种室温下以岩盐卤水制备球霰石型碳酸钙的方法。
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，晶型不同导致其理化性质和用途均有所差异。方解石型碳酸钙热力学最稳定，文石次之，球霰石稳定性最差。球霰石型碳酸钙因其热力学特征，具有比方解石型和文石型更加广泛和特殊的用途。如涂料、造纸及生命科学等各个领域。球霰石比表面积大、球型分布、分散性好以及双折射等特有品质，可以显著提高油墨、塑料、涂料等的填充性能，在改善产品的光泽度、流动性、物理性和印刷性等方面具有巨大的应用潜力。因此，开发一种简便的制备球霰石型碳酸钙的方法具有很重要的意义。目前，用于制备球霰石型碳酸钙的方法主要为碳化法和复分解法。碳化法属Ca2+-H2O-CO2系统，利用外加的CO2与溶液中的Ca2+反应生成碳酸钙。但CO2在水中的溶解度较低，在20~40℃下CO2的溶解度仅为0.16~0.12g/100gH2O。因此，采用常规的碳化法制备碳酸钙，存在CO2的利用率和碳酸钙的产出率低等问题。因此研究一种能有效提高CO2的利用率及碳酸钙的产出率的碳化法制备球霰石型碳酸钙的方法是极其重要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种室温下以岩盐卤水制备球霰石型碳酸钙的方法。本专利技术的目的是这样实现的，一种室温下以岩盐卤水制备球霰石型碳酸钙的方法，包括以下步骤：1）以岩盐卤水为原料，往岩盐卤水中通入CO2进行搅拌反应得到反应液，搅拌过程中调节控制岩盐卤水pH值为9.3-9.7；2）往反应液中加入絮凝剂，以50~100r/min的转速搅拌10~30min，静置沉降后得到固体产物A；3）固体产物A经去离子水洗涤后得到固体产物B，所述固体产物B经干燥得到球霰石型碳酸钙粉体。本专利技术采用往岩盐卤水中通入CO2并通过NaOH调节控制卤水PH在一定范围内以调控碳酸钙晶型的方法来制备球霰石型碳酸钙。本方法利用通入的CO2与岩盐卤水中富含的NaCl及Ca2+反应生成Na2CO3和CaCO3，NaCl作为CO32-的载体起到缓释CO2的作用，提高了CO2的利用率和碳酸钙前驱体的得率；通过卤水自身含有的Mg2+以及不断添加NaOH溶液调控卤水pH值联合调控碳酸钙的晶型，不带入杂质元素，制备得到高产率的球霰石型碳酸钙。与现有技术比较，本专利技术具有如下优势：（1）本专利技术制备方法解决了直接碳化法制备碳酸钙过程存在CO2利用率低和产品得率低的问题，实现了岩盐卤水中钙的资源化利用和CO2的综合回收。（2）本专利技术以岩盐卤水为原料，原料来源广且价格低廉；3）本专利技术制备方法简单易操作，反应过程中对反应环境及反应条件要求不高，在室温下即可进行，制备球霰石型碳酸钙的工艺绿色环保，反应对环境友好，且操作程序连续可控，易于扩大化生产。附图说明图1为本专利技术实施例1制备的球霰石型碳酸钙的XRD图谱；图2为本专利技术实施例1制备的球霰石型碳酸钙的SEM图，其中，图2（a）和图2（b）分别为5μm、2μm标尺下的SEM图；图3为本专利技术实施例1制备的球霰石型碳酸钙的EDS图谱；图4为本专利技术对比例1制备的文石型碳酸钙的XRD图谱；图5为本专利技术对比例1制备的文石型碳酸钙的SEM图，其中，图5（a）和图5（b）分别为5μm、2μm标尺下的SEM图；图6为本专利技术对比例1制备的文石型碳酸钙的EDS图谱；图7为本专利技术对比例2制备的方解石型碳酸钙的XRD图谱；图8为本专利技术对比例2制备的方解石型碳酸钙的SEM图，其中，图8（a）和图8（b）分别为5μm、2μm标尺下的SEM图；图9（a）和（b）为本专利技术对比例2制备的方解石型碳酸钙的EDS图谱。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明，但是本专利技术并不限于下述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利技术宗旨的前提下做出各种变化。本专利技术一种室温下以岩盐卤水制备球霰石型碳酸钙的方法，包括以下步骤：1）以岩盐卤水为原料，往岩盐卤水中通入CO2于室温下进行搅拌反应得到反应液，搅拌过程中调节控制岩盐卤水pH值为9.3-9.7；2）往反应液中加入絮凝剂，以50~100r/min的转速搅拌10~30min，静置沉降后得到固体产物A；3）固体产物A经去离子水洗涤后得到固体产物B，所述固体产物B经干燥得到球霰石型碳酸钙粉体。所述步骤1中，通入CO2的流速为0.02~0.06Nm3/h。所述步骤1中，搅拌反应的转速为600~1000r/min，搅拌时间60~120min。所述步骤1中，所述室温为0~30℃。优选地，室温为25~30℃。所述步骤1中，通过添加饱和NaOH溶液调控岩盐卤水pH值。所述步骤2中，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺或聚合氯化铝或聚合硫酸铁。所述絮凝剂的添加量为5~15mg/L。所述步骤3中，所述去离子水pH=7~9，所述固体产物B在50-60℃下干燥10-14h即得目标物。所述岩盐卤水中NaCl的质量浓度为295~305g/L，Ca2+的质量浓度为400~800mg/L，Mg2+的质量浓度为20~50g/L。以下实施例及对比例中所使用的岩盐卤水由云南盐业公司提供，该岩盐卤水种，NaCl含量为295~305g/L，Ca2+含量400~800mg/L，Mg2+含量20~50mg/L；CO2和NaOH均为分析纯或工业级原料；采用的絮凝剂均为聚丙烯酰胺，购买自爱森（中国）絮凝剂有限公司。实施例1取岩盐卤水（NaCl298.41g/L，Na2SO421.51g/L，Ca2+462.1mg/L，Mg2+24.02mg/L）1L加入到烧杯中，将CO2通入卤水中，通过气体流量计控制气体流速为0.02Nm3/h，搅拌转速500r/min，30℃下计时搅拌60min得到反应液，搅拌过程中通过缓慢添加饱和NaOH溶液调控卤水pH值为9.5。往反应液中添加5mg的聚丙烯酰胺絮凝剂，控制转速50r/min，计时搅拌10min。待反应结束，取出产物A用pH=7的去离子水冲洗涤2次，经固液分离后得到产物B，将产物B恒温50℃干燥12h，得到的粉末即为球霰石型碳酸钙。收集粉末保存于硅胶干燥器中进行XRD物相分析、SEM和EDS分析，结果分别如图1、图2和图3所示。XRD结果表明，产物中主要为球霰石型碳酸钙的衍射峰，峰形完好；SEM结果显示，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，所得产物均为较纯的球霰石型碳酸钙。通过EDS化学成分分析可知产物中球霰石型碳酸钙的含量为99.4%。实施例2取岩盐卤水（NaCl298.41g/L，Na2SO421.51g/L，Ca2+462.1mg/L，Mg2+24.02mg/L）1L加入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种室温下以岩盐卤水制备球霰石型碳酸钙的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1）以岩盐卤水为原料，往岩盐卤水中通入CO

【技术特征摘要】
1.一种室温下以岩盐卤水制备球霰石型碳酸钙的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）以岩盐卤水为原料，往岩盐卤水中通入CO2，于室温下进行搅拌反应得到反应液，搅拌过程中调节控制岩盐卤水pH值为9.3~9.7；
2）往反应液中加入絮凝剂，以50~100r/min的转速搅拌10~30min，静置沉降后得到固体产物A；
3）固体产物A经去离子水洗涤后得到固体产物B，所述固体产物B经干燥得到球霰石型碳酸钙粉体。


2.根据权利要求1所述室温下以岩盐卤水制备球霰石型碳酸钙的方法，其特征在于，所述步骤1中，通入CO2的流速为0.02~0.06Nm3/h。


3.根据权利要求1所述室温下以岩盐卤水制备球霰石型碳酸钙的方法，其特征在于，所述步骤1中，搅拌反应的转速为600~1000r/min，搅拌时间60~120min。


4.根据权利要求1所述室温下以岩盐卤水制备球霰石型碳酸钙的方法，其特征在于，所述室温为0~30℃。


5.根据权利要求4所述室温下以岩盐卤水制备球霰...

【专利技术属性】
技术研发人员：李开富，罗兴国，何劲，李兴彬，肖红婕，李先雄，邓志敢，刘烨，郑三强，
申请(专利权)人：云南省盐业有限公司，昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53