[发明专利]一种羟基磷酸钙的制备方法

说明书

本发明公开了一种羟基磷酸钙的制备方法，以废弃混凝土中硬化胶凝体为原材料，制备得到羟基磷酸钙。得到的羟基磷酸钙纯度高，提高了颗粒组成和大小的均匀性，粒径一般小于20μm，主要以棒状和扁平片状颗粒为主，有效的改善了羟基磷酸钙的品质。原材料廉价易得，工艺简单易行，成本低，易于实现大规模的工业化生产。本发明既可以提高废弃混凝土中硬化胶凝体的资源化利用，同时也为羟基磷酸钙的制备提供了一种储量巨大，来源广泛、价廉易得、且符合国家相关支持政策的绿色环保新材料，具有明显的社会效益和环境效益。

技术领域

本发明涉及矿物加工技术领域，特别的涉及一种羟基磷酸钙的制备方法。

背景技术

羟基磷酸钙由于具有优良的生物相容性，生物活性以及高的化学稳定性和力学性能，在生物材料、陶瓷材料和悬浮分散材料等方面都有较广泛的应用。例如在生物材料领域其可作为生物相容性能好的人体骨修复材料、具有能刺激骨细胞生长并自行同步降解等特点。在石化行业悬浮聚合中, 羟基活性磷酸钙因其具有使聚合树脂粒度分布集中,反应温度、压力平稳，物料不易粘反应釜壁和搅拌器,可延长清釜周期,而且容易清洗,聚合工艺稳定,可提高产品的外观质量和透明度,明显提高了产品档次，是当今悬浮聚合所用的重要无机分散剂材料。

目前，羟基磷酸钙粉体的合成方法主要可分为液相法和高温固相法两大类。由于高温固相法烧结温度高，球磨能耗大，且很大达到微观层次的混合，所以在羟基磷酸钙的制备中应用相对较小；而液相法，包括热反应法、水解法、化学沉淀法、溶胶凝胶法、气溶胶分解法、以及最近发展起来的微乳液法和中和反应法等是合成羟基磷酸钙的主要方法。在液相法合成羟基磷酸钙过程中，常用的钙源反应物主要有硝酸钙，石灰石、氧化钙、氢氧化钙、磷酸氢钙、氯化钙等，故在羟基磷酸钙的制造过程中会消耗大量的含钙天然矿物或高品质含钙试剂，其大量的开采和消耗不仅会造成资源枯竭同时也会造成山体和植被的破坏，且成本高，另外制备羟基磷酸钙粉体颗粒组成和大小不均匀。所以积极开发新的钙源反应物，尤其是开发使用大宗工业固体废弃物中的钙质组分来制备高质量的羟基磷酸钙，对于节约天然矿物资源，提高大宗工业固体废弃的资源化利用和高值化利用水平，保护生态环境，建设资源节约型和环境友好型社会具有重要意义。

在建筑物或构筑物的施工、装修、拆迁等建筑业活动中会产生大量的建筑垃圾，且随着我国基础设施的快速推进和城镇化速率的加快，建筑垃圾产生量持续增加。我国每年建筑垃圾的产量占城市垃圾总量的30%~40%。据相关统计2017年我国建筑垃圾产量已经达到了23.79亿吨，较2001年的2.97亿吨增长了将近7倍之多。同时根据住房和城乡建设部发布的最新规划，到2020年我国还将新建300亿平方米住宅，由此产生的建筑垃圾至少达到50亿吨。建筑垃圾在堆积和填埋过程中不仅占用大量宝贵耕地，同时其与周围环境中的水相互作用，其渗滤液会造成地表水或地下水的污染。废弃混凝土是建筑垃圾的重要组成部分，约占建筑垃圾总量的34%。而我国废弃混凝土资源化利用率却不到5%。目前废弃混凝土的主要资源化利用途径为制备再生混凝土骨料，但在废弃混凝土中往往粘附大量硬化胶凝体，由于其较高的孔隙率和吸水率以及较低强度使得再生骨料力学性能下降，再生混凝土工作性变差，硬化后体积稳定性劣化。所以废弃混凝土中大量硬化胶凝体成为制约废弃混凝土制备再生骨料的主要因素。目前对废弃混凝土中硬化胶凝体的资源化利用研究相对缺乏，仅有的研究大多集中在制备建筑材料领域，例如制备建筑砌块或再次预烧制备水泥等。但由于废弃的硬化胶凝体孔隙率大，标稠需水量高、活性指数低、在使用过程中都存在极限掺量，用其制备的建材产品施工性能和力学性能较差。同时由于从废弃混凝土中分离的胶凝基质含有一定量的惰性二氧化硅，这也给水泥生料粉磨和熟料的预烧带来困难，使熟料中f-CaO含量增加，熟料质量下降，生产成本提高。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种羟基磷酸钙的制备方法，解决现有羟基磷酸钙以天然矿石或人工合成试剂为主要原材料，具有成本高和环境负载大的问题，同时为硬化胶凝体的高附加值化利用提供了新的技术路径。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种羟基磷酸钙的制备方法，包括以下步骤：