利用PVC行业电石渣制备立方体晶型纳米碳酸钙研究

摘要

电石渣主要成分是Ca(OH)2，还含有SiO2、SiO2、Fe2O3、MgO、Al2O3等金属氧化物。电石渣制备高附加值的立方体晶型纳米碳酸钙成为一个研究的热点。电石渣是电石溶解生产乙炔过程中的副产物，主要用于烟气脱硫和水泥制造。然而，随着纳米材料研究和应用的发展，通过制备纳米碳酸钙，大大地提高了电石渣的附加值。
　　 碳酸钙作为一种价廉质优的填料和白色颜料，广泛用于塑料、橡胶、造纸、涂料、日化等行业，尤其是纳米碳酸钙，能使制品的物理性能得到极大改善。因此利用电石渣生产市场需求量大的纳米碳酸钙，无疑是电石渣综合治理很好的途径。
　　 通过传统的搅拌鼓泡碳化，制备出具有完美立方体晶型的纳米碳酸钙产品。以电石渣为原料制备纳米碳酸钙，考察了水、氯化铵、添加剂用量、氨水用量和碳化温度对纳米碳酸钙产品的影响，同时，在碳化反应过程中，对二氧化碳气体的流速和搅拌速率进行了研究。实验得到的碳酸钙粒子通过XRD、BET和SEM等分析手段进行了产品表征,结果显示纳米碳酸钙粒子具有完美的立方体结构，纳米碳酸钙产品尺度为30～80nm，比表面为50～60m2/g。分析结果显示，合适的碳化温度、二氧化碳气体的流速、搅拌速率和添加剂的选择有利于立方体晶型纳米碳酸钙的形成。研究表明，电石渣经氯化铵溶解后，不溶性杂质与金属离子杂质都被除去，碳酸钙收率达到82％左右。
　　 该技术的利用不仅能制备立方体晶型的纳米碳酸钙产品，而且还能有效地解决电石渣污染环境的问题。在电石渣溶解过程中产生的氨气以及氯化钙碳化后过滤过程中产生氯化铵滤液均得到了循环利用，在生产过程中实现了污染因子零排放。
　　 本研究为电石渣的综合治理提供了有效的新方法和新技术，同时可得到附加值高、应用广泛的纳米碳酸钙产品，环保效益与经济效益显著。