绿色纳米碳酸钙生产关键技术与机理研究

绿色纳米碳酸钙生产关键技术与机理研究

纳米碳酸钙是一种重要的化工原料，广泛应用于塑料、橡胶、造纸等行业。传统的生产方法存在能耗高、污染大的问题。近年来，以工业废渣为原料制备纳米碳酸钙的研究受到广泛关注。本文介绍了一种以电石渣等钙镁废渣为原料制备绿色纳米碳酸钙的新工艺，该工艺具有投资少、见效快的特点，属于典型的“短平快”项目和新质生产力项目。

工艺流程与关键步骤

以电石渣等钙镁废渣为原料制备绿色纳米碳酸钙的工艺流程如图1所示。整个工艺简单，设备不多，投资不大，属于“短平快”项目和新质生产力项目。

图1 绿色纳米钙制备工艺流程图

浸取反应研究

采用离子计和pH计跟踪研究浸取反应过程。实验结果表明，新鲜浸取液反应速度快、时间短、浸取率高；循环母液的浸取反应速度较慢、时间较长、浸取率较低。具体数据见表2。

表2 新鲜浸取液与母液浸取液的对比

预碳化反应机理

预碳化是一个极快的复分解反应过程，中间产物呈胶体状，其反应量约占钙离子总量的20%左右。预碳化的目的是为CO2碳化反应提供晶种。

CO2碳化反应机理

采用离子计和pH计跟踪研究CO2碳化反应过程。实验发现，CO2碳化反应前期速度较慢，CO2的气液平衡是控制步骤；后期氨的电离平衡是控制步骤。停止通入CO2后，碳化过程并没有立即停止，钙离子浓度和电位值继续下降，但pH有小幅回升。

图6 绿色纳米钙SEM照片

通过对电石渣浸取反应和氯化钙－氨水体系CO2碳化机理的深入研究，为绿色纳米碳酸钙的产业化之路奠定了基础。

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本文原文来自《无机盐工业》期刊，2025年第57卷第1期，作者为颜鑫、刘海路、刘保林、刘奕、刘艳阳。