工业固废可控制备异形碳酸钙及其在PP中的应用探索


来源:中国粉体网   昧光

[导读]  第二届全国碳酸钙产业高值化发展交流大会,丁文金做“工业固废可控制备异形碳酸钙及其在PP中的应用探索”主题报告。

中国粉体网讯 磷石膏是湿法磷酸生产企业排放的废渣,生产1吨磷酸(以100%P2O5计)就产生4.8~5.0吨磷石膏。目前,世界磷石膏产量已超2.8亿吨,而我国的产量也已超过5千万吨,但综合利用率不到30%。

 

当前,磷石膏主要作为水泥缓凝剂、石膏砖等建筑材料使用,但磷石膏含磷、氟等杂质的特性,严重制约了其在建筑行业的大量使用。因此,急需开发不同的途径扩大磷石膏的综合利用。

 

磷石膏 图源:贵诚集团

 

1、利用磷石膏制备轻质碳酸钙技术现状

 

碳酸钙已被广泛应用于塑料、橡胶、造纸、化妆品、医药等与国民经济发展密切相关的各个领域,市场规模巨大,且产品具备功能化发展潜力。磷石膏碳化法制备碳酸钙是以磷石膏为Ca2+源,在反应体系中通入CO2得到CO32-源,二者结合生成碳酸钙沉淀,经过分离、脱水及干燥工艺后得到较纯的碳酸钙。该方法对磷石膏的利用主要分直接利用和间接利用两类。

 

(1)磷石膏直接法制备碳酸钙

 

直接法是指用碱液将磷石膏中的Ca2+溶解出来,与CO32-反应生成碳酸钙沉淀,按反应步骤分为二步法和一步法两类。

 

二步法:先将二氧化碳通入强碱(NH4OH或NaOH)溶液中制得碳酸盐(NH4)2CO3或Na2CO3溶液,随后加入磷石膏,在20~60℃、pH值11~13等条件下,通过水热合成法生成碳酸钙沉淀。

 

一步法:将磷石膏溶解于强碱溶液中,并持续通入二氧化碳,在20~180℃、pH值8~13等条件下持续生成碳酸钙沉淀,直至反应完全。

 

(2)磷石膏间接法制备碳酸钙

 

间接法是将磷石膏在800~1000℃下高温烧结后制得以CaO为主要成分的工业副产石膏钙渣,加水消化,经分级除杂后得到石灰乳液,匀速通入二氧化碳,在50~60℃、石灰乳质量分数为9.8%~16.4%等条件下生成碳酸钙沉淀。

 

目前,利用磷石膏以碳化法制备碳酸钙,以直接法为主。随着二氧化碳气体的持续通入,磷石膏被不断转化,较为方便;但该法对反应条件较为敏感,尤其是二步法,当温度较高时,碳酸盐中的二氧化碳会逸出,影响反应进程。间接法操作较为简单,缺点是能耗大,不符合国家绿色节能的产业政策。

 

2、利用磷石膏制备轻质碳酸钙常见问题

 

作为一项较新颖的工业技术,磷石膏制备轻质碳酸钙还有一些技术难题需要进一步研究。例如,提高碳酸钙生产率(钙离子分离技术研究),降低生产成本,降低生产能耗,提高不同产物梯度应用,制备工艺全流程考察等。

 

3、利用磷石膏制备轻质碳酸钙解决方案

 

目前,是否有一套成熟的磷石膏制备轻质碳酸钙技术?3月16~17日,第二届全国碳酸钙产业高值化发展交流大会将在河南·南阳举行,届时西南科技大学博士后、硕士生导师丁文金将在大会上做工业固废可控制备异形碳酸钙及其在PP中的应用探索”主题报告,从原料的基本物化属性出发,为大家逐步解开钙质固废制备高纯碳酸钙关键技术中潜藏的难题,为企业发展助力。

 

专家介绍


 


丁文金,博士后,硕士生导师。主要研究方向为;固体废弃物的资源化评价与高质化利用;CO2的矿物碳酸化固定。

 

近年来,作为项目负责人主持各类课题8项,作为主研人员参与各类项目十余项。以责任作者发表SCI论文10余篇,其中JCR1区7篇,参与编写专著1部。以第一发明人申请中国发明专利18项,合作申请发明专利16项,已授权3项。应邀担任部分国际SCI期刊审稿人,中国硅酸盐协会矿物材料分会青年理事,美国SME协会会员,多次应邀在国际、国内学术会议上作学术报告。


(中国粉体网编辑整理/昧光)

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