本發明是一種利用工業固體廢棄物電石渣和將溫室氣體co2快速捕集后的產物二氧化碳儲集材料(co2sm)制備碳酸鈣(caco3)微粒的方法。屬于環境保護和材料技術領域。
背景技術：
全球氣候變暖已成為國際熱點問題，co2因具有溫室效應被普遍認為是導致全球氣候變暖的重要原因之一。如何減少co2排放，降低大氣中co2濃度是人類面臨的共同難題。在前期專利(專利申請號201410578343.6)中，co2已被高效地固定為一種新型的固態co2sm，如何實現其高值化利用是本專利發展的重點。co2礦物碳酸化隔離是一種有商業應用潛力、能夠大規模處理co2的方法，也是國家重點發展的co2利用技術之一。
碳酸鈣作為一種增韌補強效果優異的無機功能性填料，已被廣泛應用于橡膠、塑料、造紙、涂料、醫藥、生物、油墨、潤滑油等領域。當前碳酸鈣產品多以石灰石為原料，不僅破壞環境，而且原料儲量越來越少，無法滿足市場需求。另外，不同微觀形貌的碳酸鈣產品的性能和應用領域各異，如球狀碳酸鈣適宜作為造紙填料、立方狀碳酸鈣對塑料應用效果最佳，具有獨特優點的鏈狀碳酸鈣適用于橡膠行業。特殊形貌和性能的納微尺度碳酸鈣產品將是未來的發展方向之一。添加晶型誘導劑是制備不同形貌碳酸鈣產品的主要途徑之一，但是晶型誘導劑用量大，價格昂貴，導致生產成本高，不利于大規模工業化生產。
電石渣是氯堿行業制取c2h2氣體后產生的堿性廢渣(ph＞12)，我國每年產生量高達1800萬噸，利用率極低(＜30％)，而大量堆積會污染空氣、土地和地下水等。盡管其可制備化工產品(如高碳鈣)、新型材料(如硬硅鈣石保溫材料)和環境材料(如處理酸性廢水)等，但是產品的附加值不高。如能使電石渣中的豐富鈣質(ca(oh)2的質量分數為80％～90％)得到充分利用，不僅可以變廢為寶，也可以為日益貧瘠的石灰石資源找到替代品。為此，本專利選擇以廉價的電石渣為原料，將其飽和溶液與co2sm混合，快速、高效地合成納微尺度的caco3微粒。這對于我國co2和電石渣利用技術的發展具有非常重要的實際意義。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種利用電石渣和co2sm制備納微尺度caco3微粒的方法。
本發明快速制備納微尺度caco3微粒的方法，對電石渣中的ca(oh)2含量沒有特殊要求，但是，為了得到更好形貌的caco3微粒，優選電石渣中ca(oh)2含量應大于70wt％。
本發明制備納微尺度caco3微粒的基本原理說明如下：
egs(和/或eda)+ca2+→egs-ca2+(和/或eda-ca2+)(1)
egs(和/或eda)+co32-→egs-co32-(和/或eda-co32-)(2)
egs-ca2+(和/或eda-ca2+)+egs-co32-(和/或eda-co32-)
→caco3+egs(和/或eda)(3)
通過上述機制，可實現納微尺度caco3微粒的有效合成。
具體實施方式
下面結合具體的實施方案來描述本發明，即一種利用電石渣和co2sm制備納微尺度caco3微粒的方法。具體實施方式如下：
實施例1：
將電石渣配制成飽和溶液，并與co2sm混合于反應釜中，攪拌均勻，在80℃下反應1h，過濾、以蒸餾水洗滌、100℃下真空干燥5h，獲得caco3微粒。濾液通入co2，與適量電石渣混合于反應釜中，重復上述反應步驟，可再次獲得相同晶型的caco3微粒。所得caco3微粒的掃描電鏡和透射電鏡照片如圖1所示。
產物主要物化性質：
顆粒直徑為(1～5)μm，分解點683℃。ftir光譜數據：745cm-1、875cm-1為球霰石型caco3的特征峰。xrd數據：球霰石型caco3：20.98°、24.87°、27.09°、32.75°、43.85°、50.03°。
實施例2：
將電石渣配制成懸濁液，并與co2sm混合，在室溫下攪拌反應1h，過濾、以無水乙醇洗滌、120℃下真空干燥3h，獲得caco3微粒。所得caco3微粒的掃描電鏡和透射電鏡照片如圖2所示。
產物主要物化性質：
顆粒直徑為(1～5)μm，分解點685℃。ftir光譜數據：711cm-1、876cm-1為方解石型caco3的特征峰。xrd數據：方解石型caco3：23.03°、29.35°、39.29°、47.44°、48.51°。
實施例3：
將電石渣配制成飽和溶液，并與co2sm混合于反應釜中，攪拌均勻，在室溫下靜置反應2h，過濾、以二氯甲烷洗滌、45℃下真空干燥2h，獲得caco3微粒。濾液通入co2，與適量電石渣混合于反應釜中，重復上述反應步驟，可再次獲得相同晶型的caco3微粒。所得caco3微粒的掃描電鏡照片如圖3所示。
產物主要物化性質：
顆粒直徑為(1～5)μm，分解點690℃。ftir光譜數據：746cm-1、873cm-1為球霰石型caco3的特征峰。xrd數據：球霰石型caco3：20.92°、24.83°、27.06°、32.79°、43.81°、50.05°。
附圖說明
圖1是caco3微粒的掃描電鏡和透射電鏡照片。
圖2是caco3微粒的掃描電鏡和透射電鏡照片。
圖3是caco3微粒的掃描電鏡照片。