一种利用工业固废固定CO2并制备纳米碳酸钙的循环工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种利用工业固废固定CO2并制备纳米碳酸钙的循环工艺，包括以下步骤，步骤1，将钢渣、电石渣、磷石膏混合后粗磨至粒度不超过250目的粗磨料；步骤2，向步骤1得到的粗磨料中加入氯化铵溶液进行浸出反应，再加入氢氧化铵溶液调整其pH值至PH达到10

【技术实现步骤摘要】
一种利用工业固废固定CO2并制备纳米碳酸钙的循环工艺


[0001]本专利技术涉及工业固废利用
，具体来说，涉及一种利用工业固废固定CO2并制备纳米碳酸钙的循环工艺。

技术介绍

[0002]碳酸钙作为一种重要的化学材料，被广泛用于各种工业应用，如橡胶、涂层、食品、建筑材料等。然而，碳酸钙的性质及其在工业上的应用取决于晶体类型和形态，其制备过程中的离子强度、溶液的pH值、温度、添加剂等都会影响碳酸钙晶态，特定晶态的可控形成仍然是一个挑战。此外，高纯度的碳酸钙可用于药物输送、生物医学、再生医学、个人护理产品和作为建筑产品的活性填料，但其价格昂贵，且制备工艺复杂。
[0003]同时，全球粗钢产量达到20亿吨，并伴随有大量冶金渣和CO2气体的产生。然而，由于活性低、易磨性差等原因，钢渣处理成本高，现成为冶金渣中最难被处理利用的固废，国内外对如何有效地利用钢渣做了大量的研究，目前其利用主要是作为凝胶材料、废水处理中的吸附剂、化肥、建筑材料和土壤调节剂等，但这些方法只能处理部分废渣，利用率不到30％，且工艺复杂，处理成本高，产品附加值较低，大量废渣只能堆存处理，这不仅占用土地，而且对水体或土壤均存在潜在的危害，同时，钢铁企业是人为CO2排放的主要源头之一，目前，由CO2引起的温室效应已经对人类产生了严重的威胁。
[0004]如何将上述问题有机解决，是行业内亟待攻克的难关！

技术实现思路

[0005]针对相关技术中的问题，本专利技术提出一种利用工业固废固定CO2并制备纳米碳酸钙的循环工艺，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
[0006]为此，本专利技术采用的具体技术方案如下：
[0007]一种利用工业固废固定CO2并制备纳米碳酸钙的循环工艺，包括以下步骤，步骤1，将钢渣、电石渣、磷石膏按照2
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3:5
‑
6:4
‑
5的质量份数比例混合后粗磨至粒度不超过250目得粗磨料；
[0008]步骤2，向步骤1得到的粗磨料中加入5
‑
6mol/L的氯化铵溶液进行浸出反应2
‑
3小时，氯化铵溶液与粗磨料为50～60ml∶10g的反应比例，再加入1
‑
1.5mol/L氢氧化铵溶液调整其pH值至PH达到10
‑
10.5，得到含CaCl2的浸出液和滤渣；
[0009]步骤3，将步骤2得到的浸出液与氧化锆珠以100
‑
150mL：15
‑
20g的比例混合后倒入立式搅拌研磨机中研磨，直径0.5～1.0mm氧化锆珠为研磨介质，并保持500r/min的转速，过程中通入含二氧化碳的气体至所述浸出液的pH值为7.5
‑
8.0时停止并得混合液，整个过程保持温度在50
‑
55℃，
[0010]步骤4，将步骤3中的混合液进行压滤脱水、润洗和干燥后，得到纳米碳酸钙，反应溶液返回循环浸出粗磨料。
[0011]在可能的一个设计中，步骤3中，所述含二氧化碳的气体为脱硫脱硝后的工业尾
气。
[0012]在可能的一个设计中，步骤2中氯化铵溶液浓度为5mol/L，氯化铵溶液与粗磨料为60mL∶10g的反应比例。
[0013]在可能的一个设计中，步骤1中，钢渣、电石渣、磷石膏质量份数比例为2:5:5。
[0014]在可能的一个设计中，步骤1中，钢渣、电石渣、磷石膏质量份数比例为3:6:4。
[0015]在可能的一个设计中，步骤1中，钢渣、电石渣、磷石膏质量份数比例为2.5:5.5:4.5。
[0016]在可能的一个设计中，步骤2中氯化铵溶液浓度为6mol/L，氯化铵溶液与粗磨料为50mL∶10g的反应比例。
[0017]在可能的一个设计中，步骤3中，将步骤2得到的浸出液与氧化锆珠以100mL：20g的比例混合后倒入立式搅拌研磨机中研磨。
[0018]在可能的一个设计中，步骤3中，将步骤2得到的浸出液与氧化锆珠以150mL：15g的比例混合后倒入立式搅拌研磨机中研磨。
[0019]在可能的一个设计中，步骤2中，浸出反应为2.5小时，步骤3中，整个过程保持温度在55℃。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0021]本专利技术通过氯化铵对钢渣进行浸出，利用浸出液就地固封二氧化碳制备高纯度的碳酸钙产品，该工艺能处理钢渣、电石渣等固废和工厂尾气中的二氧化碳，并同时制备碳酸钙和混凝土等高附加值产品，氯化铵溶液也重复循环利用，过程无废水废气产生。
[0022]本专利技术有效的提高了钢渣、电石渣、磷石膏的利用率，同时改善电石渣、磷石膏、钢渣和二氧化碳造成的环境问题，也避免了环境污染和资源浪费，解决现有技术对钢渣的利用率过低、工艺复杂、生产成本高、产品附加值低、会产生废气和废渣、造成二次污染等问题，本专利技术制备的产物中碳酸钙的纯度高。本专利技术可以全部利用钢渣、电石渣、磷石膏，使原来的工业废渣资源化，变废为宝，实现钢渣、电石渣、磷石膏的高附加值利用。
具体实施方式
[0023]实施例1：
[0024]本实施例公开了一种利用工业固废固定CO2并制备纳米碳酸钙的循环工艺，包括以下步骤，步骤1，将钢渣、电石渣、磷石膏按照2:5:5的质量份数比例混合后粗磨至粒度不超过250目得粗磨料；
[0025]步骤2，向步骤1得到的粗磨料中加入5mol/L的氯化铵溶液进行浸出反应2.5小时，氯化铵溶液与粗磨料为60ml∶10g的反应比例，再加入1
‑
1.5mol/L氢氧化铵溶液调整其pH值至PH达到10.5，得到含CaCl2的浸出液和滤渣；
[0026]步骤3，将步骤2得到的浸出液与氧化锆珠以100mL：20g的比例混合后倒入立式搅拌研磨机中研磨，直径0.5～1.0mm氧化锆珠为研磨介质，并保持500r/min的转速，过程中通入含二氧化碳的气体至所述浸出液的pH值为7.5时停止并得混合液，整个过程保持温度在55℃，
[0027]步骤4，将步骤3中的混合液进行压滤脱水、润洗和干燥后，得到纳米碳酸钙，反应溶液返回循环浸出粗磨料。
[0028]本实施例中，1份即为100kg。
[0029]步骤3中，所述含二氧化碳的气体为脱硫脱硝后的工业尾气，经实测，二氧化碳浓度为20
‑
24％。
[0030]本专利技术通过氯化铵对钢渣进行浸出，利用浸出液就地固封二氧化碳制备高纯度的碳酸钙产品，该工艺能处理钢渣、电石渣等固废和工厂尾气中的二氧化碳，并同时制备碳酸钙和混凝土等高附加值产品，氯化铵溶液也重复循环利用，过程无废水废气产生。
[0031]本专利技术有效的提高了钢渣、电石渣、磷石膏的利用率，同时改善电石渣、磷石膏、钢渣和二氧化碳造成的环境问题，也避免了环境污染和资源浪费，解决现有技术对钢渣的利用率过低、工艺复杂、生产成本高、产品附加值低、会产生废气和废渣、造成二次污染等问题，本专利技术制备的产物中碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用工业固废固定CO2并制备纳米碳酸钙的循环工艺，其特征在于，包括以下步骤，步骤1，将钢渣、电石渣、磷石膏按照2
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3:5
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6:4
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5的质量份数比例混合后粗磨至粒度不超过250目得粗磨料；步骤2，向步骤1得到的粗磨料中加入5
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6mol/L的氯化铵溶液进行浸出反应2
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3小时，氯化铵溶液与粗磨料为50～60ml∶10g的反应比例，再加入1
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1.5mol/L氢氧化铵溶液调整其pH值至PH达到10
‑
10.5，得到含CaCl2的浸出液和滤渣；步骤3，将步骤2得到的浸出液与氧化锆珠以100
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150mL：15
‑
20g的比例混合后倒入立式搅拌研磨机中研磨，直径0.5～1.0mm氧化锆珠为研磨介质，并保持500r/min的转速，过程中通入含二氧化碳的气体至所述浸出液的pH值为7.5
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8.0时停止并得混合液，整个过程保持温度在50
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55℃，步骤4，将步骤3中的混合液进行压滤脱水、润洗和干燥后，得到纳米碳酸钙，反应溶液返回循环浸出粗磨料。2.根据权利要求1所述的一种利用工业固废固定CO2并制备纳米碳酸钙的循环工艺，其特征在于，步骤3中，所述含二氧化碳的气体为脱硫脱硝后的工业尾气。3.根据权利要求1所述的一种利用...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏巍，丁春宏，葛岩，
申请(专利权)人：原初科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：