一种工业废弃物碳化制备多孔碳酸钙的方法技术

本发明专利技术公开了一种工业废弃物碳化制备多孔碳酸钙的方法，包括如下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种工业废弃物碳化制备多孔碳酸钙的方法


[0001]本专利技术涉及碳酸钙的制备
，尤其涉及一种工业废弃物碳化制备多孔碳酸钙的方法
。

技术介绍

[0002]随着全球经济发展和工业化进程的加速，工业废弃物的数量不断增加，特别是钢渣
、
矿渣
、
粉煤灰等尤为突出
。
这些废弃物资源利用率低，大部分处于堆存和填埋状态，占用土地资源，水
‑
土
‑
气复合污染突出，对环境和人类健康都存在潜在风险
。
因此加快钢渣
、
粉煤灰
、
矿渣等工业废弃物的高效利用，实现工业废弃物的资源化利用已成为当前迫切急需解决的问题之一
。
[0003]碳酸钙
(CaCO3)
是重要的无机化工产品，通常密度大约
2.1g/m3，主要应用于建筑材料
、
食品
、
油墨等领域
。
根据碳酸钙生产方法的不同，可将碳酸钙分为重质碳酸钙
、
胶体碳酸钙
、
晶体碳酸钙和轻质碳酸钙
。
重质碳酸钙是用机械方法直接粉碎天然的方解石
、
石灰石
、
白垩
、
贝壳等就可以制得，其生产工艺简单
、
能耗低
、
产量大，所以多用作填充料以此来增加产品体积，降低生产成本，提高产品的物理性能
。
胶体碳酸钙是用是用表面改性剂对轻质碳酸钙或重质碳酸钙进行表面改性而制得，因其具有活性较大
、
且易分解于胶凝材料中，因此其多用作橡胶的填充料
。
晶体碳酸钙是由氯化钙碳化法制得的，多用于牙膏及制药等方面
。
碳化法制备的轻质碳酸钙，可用于制备多孔碳酸钙，其具有更大的比表面积，可以丰富其孔隙结构，因此具有十分广阔的应用前景
。
[0004]尽管多孔碳酸钙的用途十分广泛，但其现有的制备过程确大都反应难以进行
、
工艺复杂，难度较大
。
据文献报道，目前制备多孔碳酸钙大多采用模板法
、
乳状液膜法
、
共沉淀法
、
溶剂
/
水热法
、
凝胶结晶法等
。
例如共沉淀法以碳酸钠和硝酸钙为反应物，聚苯乙烯磺酸钠作为活性剂制备的多孔碳酸钙颗粒，这种方法缺陷在于制备多孔碳酸钙时易出现结团，并且不能控制其大小
。
凝胶结晶法也有以碳酸铵和氯化钙为原料，三乙醇胺和乙醇胺为表面活性剂，通过球磨
、
洗涤
、
干燥等方式得到的多孔碳酸钙，其方法缺陷在于生产时间过长，工艺较为复杂
。
其余方法虽均能生产出多孔碳酸钙，但是均存在易结团
、
生产工艺较为复杂
、
能耗较高等问题
。
因此，本专利技术提出一种工业废弃物碳化制备多孔碳酸钙的方法，该方法成本低廉，生产工艺简单，可以生产出品质优良的多孔碳酸钙
。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种工业废弃物碳化制备多孔碳酸钙的方法
。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术一种工业废弃物碳化制备多孔碳酸钙的方法，包括如下步骤：
[0008](1)
将工业废弃物加入到碱溶液中，并在水浴中搅拌
15
‑
30min
，然后冷却到室温，并过滤残余物，得到凝胶溶液
A
；
[0009](2)
将步骤
(1)
中所述的凝胶溶液
A
通入含
CO2的气体，并水浴加热反应
15
‑
25min
，搅拌
、
过滤
、
清洗
、
固液分离得到混合物
B
溶液；
[0010](3)
将步骤
(2)
中所述的混合物
B
溶液加入双氧水，直到溶液的
pH
在
8.0
‑
9.5
保持不变，得到浆料
C
；
[0011](4)
将步骤3所述的浆料
C
，经过过滤
、
洗涤
、
干燥
、
然后加入粉体质量份数为
1.0
％
‑
3.0
％的分散剂，然后进行喷雾干燥，即得到多孔碳酸钙
。
[0012]进一步的，所述步骤
(1)
中，所述碱溶液为包括水玻璃及氢氧化钠的混合溶液
。
[0013]进一步的，所述步骤
(2)
中，所述
CO2的浓度不低于
10
％
。
[0014]进一步的，所述步骤
(4)
，所述分散剂为聚丙稀酸
、
聚丙烯酸钠的一种或两种复合
。
[0015]进一步的，所述工业废弃物为高炉粒化矿渣
、
高钙粉煤灰
、
钢渣的一种或多种的混合，其颗粒平均粒径小于
45
μ
m。
[0016]进一步的，所述水玻璃的模数为
2.1
‑
2.7
，利用氢氧化钠调节水玻璃模数为
1.2
‑
1.6
，水玻璃溶液与工业废弃物的质量比为
1:2.5
‑
5。
[0017]进一步的，所述工业废弃物和碱溶液质量比为
1:10
‑
50。
[0018]进一步的，所述气体选自水泥工业尾气
、
炼制钢铁尾气
、
化工尾气中的一种或多种，且其含
CO2浓度不低于
10
％
。
[0019]进一步的，所述双氧水的质量浓度为5％
‑
30
％
。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：
[0021]本申请利用碱溶液可与含钙工业废弃物反应形成无定型钙硅铝凝胶
(C
‑
S
‑
H
或
C
‑
A
‑
S
‑
H
凝胶
)
，凝胶本身具有较高的碳化活性，导致钙盐溶解出来，在水溶液中，通入
CO2及双氧水可以促进多孔碳酸钙的形成
。
[0022]本专利技术通过碳化技术利用工业废弃物生成多孔碳酸钙，不仅可以固化工业尾气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种工业废弃物碳化制备多孔碳酸钙的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)
将工业废弃物加入到碱溶液中，并在水浴中搅拌
15
‑
30min
，然后冷却到室温，并过滤残余物，得到凝胶溶液
A
；
(2)
将步骤
(1)
中所述的凝胶溶液
A
通入含
CO2的气体，并水浴加热反应
15
‑
25min
，搅拌
、
过滤
、
清洗
、
固液分离得到混合物
B
溶液；
(3)
将步骤
(2)
中所述的混合物
B
溶液加入双氧水，直到溶液的
pH
在
8.0
‑
9.5
保持不变，得到浆料
C
；
(4)
将步骤3所述的浆料
C
，经过过滤
、
洗涤
、
干燥
、
然后加入粉体质量份数为
1.0
％
‑
3.0
％的分散剂，然后进行喷雾干燥，即得到多孔碳酸钙
。2.
根据权利要求1所述的工业废弃物碳化制备多孔碳酸钙的方法，其特征在于，所述步骤
(1)
中，所述碱溶液为包括水玻璃及氢氧化钠的混合溶液
。3.
根据权利要求1所述的工业废弃物碳化制备多孔碳酸钙的方法，其特征在于，所述步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：李京军，李哲，孙科科，马宗杰，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，
类型：发明
国别省市：