利用電石渣制備碳酸鈣晶須的初步研究

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1、第27卷第2期貴州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)Vo1．27No．22010年4月JournalofGuizhouUniversity(NaturalSciences)Apr．2010文章編號1000—5269(2010)02—0126—03利用電石渣制備碳酸鈣晶須的初步研究劉飛，袁銘鴻，曹建新(貴州大學(xué)化學(xué)與化r學(xué)院，貴州貴陽550003)摘要：以電石渣為原料，采用鹽酸對電石渣進(jìn)行凈化處理后，與碳酸鈉進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)合成文石型碳酸鈣晶須。研究了碳酸鈣晶須合成過程中，不同的反應(yīng)物濃度、滴加速度對碳酸鈣晶須晶相組成及微觀形貌的影響。采用XRD和SEM對合成的

2、碳酸鈣晶須的礦物組成和微觀形貌進(jìn)行了檢測及表征。結(jié)果表明，以pH：8酸洗處理后的電石渣可以制備出結(jié)構(gòu)完整、尺寸均勻，長徑比達(dá)3O一60的文石型碳酸鈣晶須。研究表明，制備碳酸鈣晶須為電石渣二次回收利用提供了一條有效的新途徑。關(guān)鍵詞：電石渣；復(fù)分解反應(yīng)；碳酸鈣晶須；回收利用中圖分類號：X705文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A碳酸鈣晶體有方解石、球霰石和文石型等多種放場地附近的水污染、土地堿化及粉塵和大氣污晶型。其中文石型碳酸鈣晶體形貌為晶須狀，結(jié)晶染【5j。電石渣的主要成分是Ca(OH)，可知電形式為單晶，晶體內(nèi)部幾乎無缺陷，具有強(qiáng)度高、模石渣的化學(xué)成分與消石灰基本相

3、同，將電石渣作一量高、耐熱與隔熱性好等優(yōu)良特性J。而且由于定預(yù)處理后替代Ca(OH)：作為鈣質(zhì)原料用來制備它具有特殊的外形，因而與塑料復(fù)合時(shí)與基體樹脂文石型碳酸鈣晶須，從而既緩解因開采石灰石對生的相容性好，可以改善制品的加工性能，提高力學(xué)態(tài)環(huán)境造成的破壞，又可使電石乙炔企業(yè)實(shí)現(xiàn)污染性能，賦予制品表面光滑和耐磨性，廣泛應(yīng)用于汽物少排放，實(shí)現(xiàn)社會環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。車、塑料、電氣部件制造、高光潔度結(jié)構(gòu)部件制造等本文以工業(yè)廢渣電石渣作為鈣質(zhì)原料制備文領(lǐng)域j。碳酸鈣晶須的生產(chǎn)過程沒有造成環(huán)境污石型碳酸鈣晶須，以期能為電石渣的回收利用找到染，制備工藝

4、簡單，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，與一條有效的途徑，為制備文石型碳酸鈣晶須找到一其它經(jīng)苛刻制備條件和復(fù)雜工藝制得的晶須材料種廉價(jià)原料，從而降低文石型碳酸鈣晶須的生產(chǎn)成相比，碳酸鈣晶須具有很低的制造成本，彌補(bǔ)了目本，促進(jìn)文石型碳酸鈣晶須的推廣應(yīng)用。前市場中SiC、鈦酸鉀晶須成本較高的弱點(diǎn)，有望1實(shí)驗(yàn)原料在日用塑料等領(lǐng)域大量使用J。目前國內(nèi)外制電石渣，取自貴州某廠，化學(xué)成分見表1．備該晶須所需的鈣質(zhì)原料主要是Ca(OH)，因而鹽酸，分析純。需要開采大量石灰石，從而破壞植被，對生態(tài)環(huán)境碳酸鈉，分析純。造成破壞。氫氧化鈉，分析純。電石渣是工業(yè)生產(chǎn)聚氯乙烯、

5、聚乙烯醇、乙炔表1電石渣的化學(xué)成分(干基)／叭．％氣等產(chǎn)品過程中，電石CaC：水解后產(chǎn)生的廢渣?；瘜W(xué)成分CaOSiO2Fe2O3A12O3MgoSO3燒失量其它而每消耗1噸電石將產(chǎn)生1．2—1．45t電石渣，每質(zhì)量分?jǐn)?shù)66．192．000．452．560．121．225．02．48年全國產(chǎn)生的電石渣達(dá)到1800萬噸以上。電石渣堆放填埋處理不但占用大量土地，而且極易造成堆收稿日期：2010—02—10基金項(xiàng)目：貴州省科學(xué)技術(shù)基金項(xiàng)目(黔科合J字[20o9]2052)；國家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目(2009—030)；國家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目(2

6、008—014)；貴州大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目(2008—153)；貴州大學(xué)大學(xué)生SlIT項(xiàng)目(2009—103)作者簡介：劉飛(1982一)，男，貴州安龍人，講師，博士生，研究方向：主要從事高性能無機(jī)非金屬材料、綠色化工與清潔能源技術(shù)研究，Email：ce．feiliu@gzu．edu．cn．通訊作者：曹建新，Email：jxcao@gzu．edu．en．第2期劉飛等：利用電石渣制備碳酸鈣晶須的初步研究2實(shí)驗(yàn)方法2．3樣品的檢測分別采用D／Max-2200型x射線衍射儀和2．1電石渣的酸洗預(yù)處理JSM-6490LV型掃描電子顯微鏡(SEM)

7、對經(jīng)水洗過取10g烘干的電石渣，加入去離子水制成固濾、烘干后的碳酸鈣晶須進(jìn)行晶相和微觀形貌分含量為10％的電石渣漿，攪拌下緩慢滴加濃度為1析。mol·L的HC1溶液至漿液pH值達(dá)設(shè)8．過濾后，用濃度為0．04mol·L的EDTA溶液測定濾液中3結(jié)果與討論的Ca“濃度。3．1反應(yīng)濃度對碳酸鈣形貌的影響2．2碳酸鈣晶須的制備于不同反應(yīng)物濃度條件下合成碳酸鈣晶須，以實(shí)驗(yàn)室制備碳酸鈣晶須的工藝流程如圖1所研究反應(yīng)物濃度對碳酸鈣晶須微觀形貌的影響。示。取500ml的水，于恒溫槽中控制體系反應(yīng)溫在反應(yīng)溫度為80℃，攪拌轉(zhuǎn)速為450rpm，滴加速度為80℃，并

8、用NaOH調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH=8．0，攪度為2．0ml·min～，體系pH值為8．0的實(shí)驗(yàn)條件拌速度為450rpm，按Na：CO，／CaC