[發明專利]一種用大理石渣制備輕質碳酸鈣的方法

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• 申請號: 201711348237.9
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108002419A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 黃浩
• 申請（專利權）人: 柳州吉輝機械設計有限公司
• 主分類號: C01F11/18
• 分類號: C01F11/18;B01J23/745;B01J35/10;B01J37/03
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 韋玲雙

本發明公開了一種用大理石渣制備輕質碳酸鈣的方法，包括以下步驟：(1)大理石渣預處理：將大理石渣粉碎后，和離子水一起放入反應器中，加入濃硫酸，收集沉淀物后加入鹽酸，攪拌后形成溶液體系，加入鋇金屬螯合劑，過濾，在濾液中加入碳酸鈉進行沉淀，沉淀物即為碳酸鈣粉末粗品；(2)焙燒；(3)碳化：將氧化鈣粉末和去離子水放入碳化反應器中，將袋裝有多孔二氧化鈦催化劑的袋子放入去離子水中進行碳化，反應45min，得到的沉淀物即為碳酸鈣晶體，進行熱風干燥處理后，得到輕質碳酸鈣成品。本發明中以來源廣泛、價格低廉的大理石渣制備輕質碳酸鈣，且制備的輕質碳酸鈣的純度高，可廣泛應用于醫藥、建筑裝潢領域。

【技術領域】

本發明屬于大理石的回收用領域，特別涉及一種用大理石渣制備輕質碳酸鈣的方法。

【背景技術】

輕質碳酸鈣是一種用途極為廣泛的無機填料，目前全國輕質碳酸鈣的生產量已經達到4 0萬噸/年。隨著國民經濟的快速發展，其需求量仍處上升趨勢，尤其是近幾年建筑業按國家要求將門窗塑鋼化，供排水管道的以塑代鋼，同時造紙行業堿性施膠技術的推廣及普及和外貿出口量的增加等，更擴大了輕質碳酸鈣的應用市場。從全國市場看，輕質碳酸鈣仍處于供不應求的狀態，尤其是一些特殊優質材料所需要的輕質碳酸鈣的需求量更是日益增長。分析表明，特別是橡膠、塑料、油墨、造紙加工制造業水平較高，對輕質碳酸鈣的需求較大且質量要求高。

大理石渣是大理石礦渣和大理石邊角料組成的混合物，主要成分是碳酸鈣，還有少量的氧化鐵、氧化鎂和氧化鋇。目前大理石渣都是采用直接被廢棄，沒有任何的后續加工和利用，影響了環境的長期發展。因此，研究一種用大理石渣制備輕質碳酸鈣的方法對于大理石渣的回收利用具有巨大的參考價值。

【發明內容】

本發明目的在于提供一種用大理石渣制備輕質碳酸鈣的方法，本發明先對大理石渣進行預處理，將大理石渣中的氧化鋇、氧化鎂和氧化鐵去除；然后將大理石渣進行焙燒，生成氧化鈣；最后在多孔二氧化鈦催化劑的催化作用下進行碳化，得到輕質碳酸鈣。本發明中以來源廣泛、價格低廉的大理石渣制備輕質碳酸鈣，且制備的輕質碳酸鈣的純度高，可廣泛應用于醫藥、建筑裝潢領域。

為達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種用大理石渣制備輕質碳酸鈣的方法，包括以下步驟：

(1)大理石渣預處理：按重量份數計，將200份大理石渣粉碎后，和500份去離子水一起放入反應器中，加入15份濃硫酸，收集沉淀物后加入50～100份質量分數為3％鹽酸溶液，攪拌后形成溶液體系，在溶液體系中加入3份鋇金屬螯合劑以鰲合鋇離子，過濾，在濾液中加入50份碳酸鈉溶液進行沉淀，取沉淀物進行干燥，得到碳酸鈣粉末粗品；

(2)焙燒：將碳酸鈣粉末粗品放入馬弗爐中，以50～65℃/min的速率快速升溫至將700～1000℃，焙燒2h，得到氧化鈣粉末；

(3)碳化：按重量份數計，將100份氧化鈣粉末和5000份去離子水放入碳化反應器中，將袋裝有多孔二氧化鈦催化劑的袋子放入去離子水中，在超聲波處理功率為1000～1500W、溫度為40～50℃的條件下通入二氧化碳氣體進行碳化，碳化的過程中保持反應體系的壓力為2～4MPa，反應45min后，得到的沉淀物即為碳酸鈣晶體，將碳酸鈣晶體進行熱風干燥處理后，得到輕質碳酸鈣成品。

在本發明中，作為進一步說明，步驟(1)所述的多孔二氧化鈦催化劑由下述方法制備：按重量份數計，將100份乙醇溶液、1份表面活性劑和2份硫酸鐵放入反應器中，啟動攪拌裝置，在200～500r/min的速度進行攪拌，同時以2mL/min的速度加入10份鈦酸四丁酯，繼續反應2～3h，經過減壓蒸餾后，用無水乙醇進行沉淀，收集沉淀物，并用純凈水沖洗25min，保持沖洗強度為30～50L/(m2·s)，將沖洗后的沉淀物放在馬弗爐進行焙燒后，得到摻雜有鐵離子的多孔二氧化鈦催化劑。

在本發明中，作為進一步說明，所述的乙醇溶液的質量分數為65～75％。