[发明专利]一种用大理石渣制备轻质碳酸钙的方法

说明书

本发明公开了一种用大理石渣制备轻质碳酸钙的方法，包括以下步骤：(1)大理石渣预处理：将大理石渣粉碎后，和离子水一起放入反应器中，加入浓硫酸，收集沉淀物后加入盐酸，搅拌后形成溶液体系，加入钡金属螯合剂，过滤，在滤液中加入碳酸钠进行沉淀，沉淀物即为碳酸钙粉末粗品；(2)焙烧；(3)碳化：将氧化钙粉末和去离子水放入碳化反应器中，将袋装有多孔二氧化钛催化剂的袋子放入去离子水中进行碳化，反应45min，得到的沉淀物即为碳酸钙晶体，进行热风干燥处理后，得到轻质碳酸钙成品。本发明中以来源广泛、价格低廉的大理石渣制备轻质碳酸钙，且制备的轻质碳酸钙的纯度高，可广泛应用于医药、建筑装潢领域。

【技术领域】

本发明属于大理石的回收用领域，特别涉及一种用大理石渣制备轻质碳酸钙的方法。

【背景技术】

轻质碳酸钙是一种用途极为广泛的无机填料，目前全国轻质碳酸钙的生产量已经达到4 0万吨/年。随着国民经济的快速发展，其需求量仍处上升趋势，尤其是近几年建筑业按国家要求将门窗塑钢化，供排水管道的以塑代钢，同时造纸行业碱性施胶技术的推广及普及和外贸出口量的增加等，更扩大了轻质碳酸钙的应用市场。从全国市场看，轻质碳酸钙仍处于供不应求的状态，尤其是一些特殊优质材料所需要的轻质碳酸钙的需求量更是日益增长。分析表明，特别是橡胶、塑料、油墨、造纸加工制造业水平较高，对轻质碳酸钙的需求较大且质量要求高。

大理石渣是大理石矿渣和大理石边角料组成的混合物，主要成分是碳酸钙，还有少量的氧化铁、氧化镁和氧化钡。目前大理石渣都是采用直接被废弃，没有任何的后续加工和利用，影响了环境的长期发展。因此，研究一种用大理石渣制备轻质碳酸钙的方法对于大理石渣的回收利用具有巨大的参考价值。

【发明内容】

本发明目的在于提供一种用大理石渣制备轻质碳酸钙的方法，本发明先对大理石渣进行预处理，将大理石渣中的氧化钡、氧化镁和氧化铁去除；然后将大理石渣进行焙烧，生成氧化钙；最后在多孔二氧化钛催化剂的催化作用下进行碳化，得到轻质碳酸钙。本发明中以来源广泛、价格低廉的大理石渣制备轻质碳酸钙，且制备的轻质碳酸钙的纯度高，可广泛应用于医药、建筑装潢领域。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种用大理石渣制备轻质碳酸钙的方法，包括以下步骤：

(1)大理石渣预处理：按重量份数计，将200份大理石渣粉碎后，和500份去离子水一起放入反应器中，加入15份浓硫酸，收集沉淀物后加入50～100份质量分数为3％盐酸溶液，搅拌后形成溶液体系，在溶液体系中加入3份钡金属螯合剂以鳌合钡离子，过滤，在滤液中加入50份碳酸钠溶液进行沉淀，取沉淀物进行干燥，得到碳酸钙粉末粗品；

(2)焙烧：将碳酸钙粉末粗品放入马弗炉中，以50～65℃/min的速率快速升温至将700～1000℃，焙烧2h，得到氧化钙粉末；

(3)碳化：按重量份数计，将100份氧化钙粉末和5000份去离子水放入碳化反应器中，将袋装有多孔二氧化钛催化剂的袋子放入去离子水中，在超声波处理功率为1000～1500W、温度为40～50℃的条件下通入二氧化碳气体进行碳化，碳化的过程中保持反应体系的压力为2～4MPa，反应45min后，得到的沉淀物即为碳酸钙晶体，将碳酸钙晶体进行热风干燥处理后，得到轻质碳酸钙成品。

在本发明中，作为进一步说明，步骤(1)所述的多孔二氧化钛催化剂由下述方法制备：按重量份数计，将100份乙醇溶液、1份表面活性剂和2份硫酸铁放入反应器中，启动搅拌装置，在200～500r/min的速度进行搅拌，同时以2mL/min的速度加入10份钛酸四丁酯，继续反应2～3h，经过减压蒸馏后，用无水乙醇进行沉淀，收集沉淀物，并用纯净水冲洗25min，保持冲洗强度为30～50L/(m2·s)，将冲洗后的沉淀物放在马弗炉进行焙烧后，得到掺杂有铁离子的多孔二氧化钛催化剂。

在本发明中，作为进一步说明，所述的乙醇溶液的质量分数为65～75％。