[发明专利]一种无机/有机复合诱导剂及其诱导合成纳米碳酸钙的应用

说明书

本发明公开了一种无机/有机复合诱导剂及其诱导合成纳米碳酸钙的应用，其中无机/有机复合诱导剂是由AlCl₃、聚乙二醇和多聚磷酸钠复配构成。本发明以电石渣为原料，NH₄Cl溶液浸提电石渣中的钙离子得到电石渣浸取液，再加入无机/有机复合诱导剂进行诱导碳化反应，反应液经过滤得滤液循环使用，用于电石渣浸取；所得滤饼经洗涤、干燥后得纳米CaCO₃样品。本发明采用较高Ca⁺浓度(0.5～1.5mol/L)的CaCl₂溶液制备纳米CaCO₃，具有诱导剂成本低、工艺条件温和、设备要求低、生产效率高、绿色环保等多重优点，所制备纳米CaCO₃粒径为20～60nm，且副产物NH₄Cl可循环使用。

技术领域

本发明涉及纳米碳酸钙的制备过程，具体涉及一种无机/有机复合诱导剂及其诱导合成纳米碳酸钙的应用。

背景技术

电石法在制取乙炔的同时，会产生大量的副产电石渣，1t电石与水反应，除C₂H₂外会残余10t固含量约12％的工业废浆(李定龙,常杰云.工业固废处理技术[M].北京:中国石化出版社,2013.)。电石渣的主要成分是Ca(OH)₂，同时含有部分Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃及其他杂质(董永刚,曹建新,刘飞,等.电石渣理化性质的分析与表征[J].环境科学与技术,2008,31(9):95-98.)。

目前相关统计显示，我国以电石为原料年产PVC达2400万吨，年产电石渣约4300万吨。目前，我国电石渣累计堆存量超过亿吨，由于电石渣的水滤液呈强碱性(其pH＞12)，大多数企业采用沙土掩埋或露天堆放的方式对其进行处置，综合利用率较低。大量电石渣的堆积，不仅占用土地资源，还会使土地盐碱化，地下水受污染，同时电石水解时生成的有毒有害物质，严重危及周边环境和居民生活健康。国家有关部门已将其归入第Ⅱ类一般工业固废进行管理(包先法.浅析资源化利用电石渣的途径和发展趋势[J].中国资源综合利用,2008,26(4):33-36.)，明确提出若采用填海、填沟等规则化方式堆放时，必须对堆放地做防渗处理并将电石渣有效填埋。工信部于2016年发布《工业绿色发展规划(2016-2020年)》，明确提出进一步推动经济循环发展、绿色发展，提升资源利用水平，全面促进工业副产石膏、粉煤灰、电石渣等工业固废的高值化、规模化、集约化深度利用，减少环境污染。因此，迫切需要对其进行资源化综合利用。

电石渣因其含有丰富的Ca(OH)₂，被大量应用于建材、化工等多个行业，其中化工领域多用于制备水泥、环氧丙烷、纯碱和氯酸钾以及CaCO₃等。综合考虑电石渣现有利用技术，由电石渣制备纳米CaCO₃具有极好的经济效益。

纳米CaCO₃又称超微细CaCO₃，是一种用途极为广泛的无机填料，已广泛应用于造纸、塑料、橡胶、涂料、油墨、胶接剂、日用化工、化学建材以及密封材料、食品、医药、饲料等行业(胡庆福,胡晓波.纳米CaCO₃制造及其应用[J].非金属矿,2000,No.4:24-26.)。纳米CaCO₃包括超细CaCO₃(粒径20～100nm)和超微细CaCO₃(粒径小于或等于20nm)两类产品，是上世纪80年代发展起来的一种新型功能性材料。