[發(fā)明專利]一種CO2

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110771931.1
• 申請日: 2021-07-08
• 公開（公告）號: CN113620331B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設計）人: 李文秀;王濤;方夢祥
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C01F11/18
• 分類號: C01F11/18;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權代理有限公司 33224
• 代理人: 白靜蘭;胡紅娟

本發(fā)明公開了一種CO₂礦化電石渣制備納米球霰石碳酸鈣方法：電石渣中鈣組分的浸取：將電石渣與硫酸銨溶液混合，攪拌反應過濾得到含鈣中間產(chǎn)物和濾液；含鈣中間產(chǎn)物浮選除雜：將含鈣中間產(chǎn)物加水和混合后添加浮選劑進行浮選，浮選后的含鈣產(chǎn)物經(jīng)過濾得到固相二水硫酸鈣；碳化反應：將二水硫酸鈣加水充分攪拌混合得到含鈣漿體，將濾液加入含鈣漿體中并同時通入CO₂氣體碳化得到碳酸鈣產(chǎn)物，再加入分散劑繼續(xù)攪拌后繼續(xù)通氣終止碳化反應，進行固液相分離得到納米球霰石型碳酸鈣。該方法以硫酸銨作為電石渣浸取劑通過分步式溫和礦化工藝來獲取納米球霰石碳酸鈣的方法，可以得到純度及白度較高的納米球霰石型碳酸鈣。

技術領域

本發(fā)明涉及固體廢棄物資源化利用、有色金屬浮選、溫室氣體CO₂減排、化 工材料技術領域，特別是涉及一種以固體廢棄物電石渣為原料通過CO₂礦化制 備納米球霰石碳酸鈣的方法。

背景技術

全球變暖問題帶來的社會和經(jīng)濟影響不斷加劇，二氧化碳作為一種主要的溫 室氣體，已在世界范圍內(nèi)引起了極端的氣候事件，例如熱浪，干旱和洪水。碳捕 集，利用和存儲(CCUS)已被提議是用于降低大氣中CO₂濃度的一種行之有效 的技術。它可以通過將堿土金屬(主要是Ca和Mg)與CO₂結合形成碳酸鹽礦 物來實現(xiàn)永久固定CO₂，降低能耗的同時還能有一些高附加值產(chǎn)品帶來的經(jīng)濟效 益。

納米球霰石碳酸鈣，是一種穩(wěn)定性僅次于文石的輕質(zhì)碳酸鈣，粒度介于 0.01-0.1μm之間，具有純度高、沉降體積大、懸浮特性好以及其他優(yōu)良物理化學 特性，如塑料增強、增韌等特性，因此具有較高的附加值。主要應用于塑料、橡 膠、涂料、膠黏劑、卷煙紙、油墨、醫(yī)藥等領域，以體積填充為主，納米球霰石 碳酸鈣產(chǎn)品在應用過程中往往作為改性或補強等功能性填料使用，提高彎曲強度 和彈性模量熱變形溫度等，還可以改善油墨的光澤度、穩(wěn)定性。

電石渣是工業(yè)生產(chǎn)乙炔產(chǎn)生的一種廢棄物，其中含鈣組分高達80％以上。電 石渣傳統(tǒng)的利用途徑主要用于道路路基材料、透蓄水磚以及水泥的緩凝劑等，由 于水泥建材市場的萎縮，仍然有大量的電石渣亟待處理，由于電石渣中富含CaO， 越來越多的研究者提出可以借助多相反應技術高效提取電石渣中的含鈣組分作 為鈣源，通過CO₂礦化制備高值化碳酸鈣產(chǎn)品，達到以廢治廢的目的。

納米球霰石碳酸鈣是一種高附加值的化工材料，國內(nèi)外學者對其做了大量的 研究開發(fā)，大體可以分為以下幾類：

(1)電石渣中加水制備一定濃度的電石渣漿液，通入CO₂氣體或者加入碳 酸鹽、碳酸氫鹽作為碳源在碳化反應釜中直接碳化法制備納米球霰石碳酸鈣，過 程中加入外加劑對產(chǎn)品碳酸鈣進行提純除雜和分散，但是該方法鈣組分轉(zhuǎn)化效率 低，對于雜質(zhì)的分離效果不理想，難以實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應用。

(2)電石渣與硫酸銨在300-500℃條件下混合焙燒，將焙燒產(chǎn)物制備成懸濁 液向其中通入CO₂氣體或者加入碳酸鹽、碳酸氫鹽作為碳源在碳化反應釜中直 接碳化法制備納米球霰石碳酸鈣。焙燒過程可以有效的去除電石渣中雜質(zhì)，最終 得到純度和白度較高的納米球霰石碳酸鈣產(chǎn)品，但工藝產(chǎn)生額外的煅燒能耗，投 資運行成本高。

(3)采用無機銨鹽如氯化銨、乙酸銨、硝酸銨等對電石渣中的鈣離子進行 浸取處理，能有效的分離電石渣中雜質(zhì)物質(zhì)，再向分離的含鈣物質(zhì)中通入CO₂氣體或者加入碳酸鹽、碳酸氫鹽作為碳源在碳化反應釜中碳化制備納米碳酸鈣， 過程中加入分散劑抑制產(chǎn)品碳酸鈣快速生長和團聚現(xiàn)象發(fā)生。該工藝可以顯的分 離電石渣中的雜質(zhì)，但是隨著國家環(huán)境標準的日趨嚴格，含氯等廢水的處理成為 該工藝最突出的問題。