[发明专利]一种使用废弃腻子粉制备羟基磷灰石的方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑废弃物再生利用领域，具体是一种使用废弃腻子粉制备羟基磷灰石的方法。

背景技术

建筑垃圾是当前世界上最大的垃圾源之一。据统计，我国年产生建筑垃圾约20亿吨，占用土地140万亩。建筑垃圾的危害也是多方面的。一方面，建筑垃圾的堆放会占用土地，提高土地的碱性，影响土地性质，进而对水体和大气环境均造成严重污染；另一方面，由于建筑垃圾尚无有效的处理方法，往往无序堆放，影响城市形象。目前，如何高效地处理和利用建筑垃圾已经成为相关研究方向的一个重要课题。

再生利用是实现高效处理和利用建筑垃圾的重要方法。然而，目前有关建筑垃圾的再生利用研究工作往往都聚焦在再生粗、细骨料的循环利用，而对于粉体垃圾，如废弃腻子粉研究较少，缺少新颖思路。研究表明，腻子粉为富钙材料，主要成分为白云石，也即CaMg(CO₃)₂。因此，本发明提出一种高附加值利用废弃腻子粉的方法，也即使用废弃腻子粉制备羟基磷灰石。羟基磷灰石(Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，HAP)是人体骨骼和牙齿的主要的无机成分，具有较好的生物兼容性、化学稳定性、粘附性以及较高的比表面积、强度和刚度，是一种常用作药物运输和骨骼修复的仿生材料。因此，使用废弃腻子粉制备羟基磷灰石不仅可实现这种粉体建筑垃圾的再生利用，而且还能制备高附加值的多功能材料——羟基磷灰石，因而具有重要的社会意义和应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种使用废弃腻子粉制备羟基磷灰石的方法。该方法操作简单，以粉体建筑垃圾——废弃腻子粉为钙源，制备一种多功能仿生材料——羟基磷灰石，解决了废弃腻子粉无法有效利用的难题，实现了高效利用废弃腻子粉的目的，具有非常广阔的应用前景。

本发明提供的一种使用废弃腻子粉制备羟基磷灰石的方法，其特征在于，以废弃腻子粉为钙源，通过与磷酸盐反应制备具有高比表面积、高吸附能力的羟基磷灰石。本发明具体方法包括以下步骤：

(1)原料由固体组分和液体组分两部分组成。固体组成为干燥废弃腻子粉，取自废弃建筑墙面；液体组分为磷酸盐溶液。

(2)取一定质量的废弃腻子粉，加入一定浓度的磷酸盐溶液中，在一定温度条件下，养护至一定龄期。

(3)将步骤(2)中养护至一定龄期的含有废弃腻子粉和磷酸盐溶液的混合液过滤，并将固体在105℃环境中干燥24小时，即得到羟基磷灰石。

所述的一种使用废弃腻子粉制备羟基磷灰石的方法，其特征在于步骤(1)的磷酸盐溶液为(NH₄)₂HPO₄,Na₂HPO₄,K₂HPO₄等磷酸盐溶液或多种磷酸盐混合液。

所述的一种使用废弃腻子粉制备羟基磷灰石的方法，其特征在于步骤(2)的磷酸盐溶液优选浓度为2mol/L，腻子粉中的钙元素(Ca)与磷酸盐溶液中的磷元素(P)优选摩尔比为1.67(Ca/P＝1.67)。

所述的一种使用废弃腻子粉制备羟基磷灰石的方法，其特征在于步骤(2)的优选温度条件为50℃，优选龄期为21天。

所述的一种使用废弃腻子粉制备羟基磷灰石的方法，其特征在于步骤(3)得到的固体颗粒表面长有纳米级羟基磷灰石晶体。

本发明所制备羟基磷灰石晶体生长在废弃腻子粉表面，具有纳米级三维网状或球状结构，和较高的比表面积和吸附能力，化学性质稳定。本发明方法制备过程简单，成本及能耗均较低，流程清晰，适合于工业化生产，所制备的羟基磷灰石能够广泛地应用于建筑调湿，重金属吸附，水污染处理等方面。

有益效果：

本发明与现有技术相比，其有益效果体现在：实现了废弃腻子粉的高附加值利用，制得了多功能材料——羟基磷灰石，减轻了因废弃腻子粉堆放处置所导致的空气、水体和土壤污染，循环利用资源。

本发明操作简单，成本低廉，产率高，工业化生产前景广阔，是实现废弃腻子粉等含钙废弃物再生利用的一个重要途径。

附图说明

图1是本发明实施例1和2的废弃腻子粉元素成分。

图2是本发明实施例1的废弃腻子粉原料扫描电镜图。

图3是本发明实施例1制得的羟基磷灰石晶体的扫描电镜图。

图4是本发明实施例1制得的羟基磷灰石晶体的能谱图。