[发明专利]一种室温下以岩盐卤水制备球霰石型碳酸钙的方法

说明书

本发明公开了一种室温下以岩盐卤水制备球霰石型碳酸钙的方法，包括以下步骤：1）以岩盐卤水为原料，往岩盐卤水中通入CO₂于室温下进行搅拌反应得到反应液，搅拌过程中调节岩盐卤水pH值为9.3‑9.7；2）往反应液中加入絮凝剂，以50~100r/min的转速搅拌10~30min，静置沉降后得到固体产物A；3）固体产物A经去离子水洗涤后得到固体产物B，所述固体产物B经干燥得到球霰石型碳酸钙粉体。本发明制备方法解决了直接碳化法制备碳酸钙过程存在CO₂利用率低和产品得率低的问题，实现了岩盐卤水中钙的资源化利用和CO₂的综合回收。本发明原料来源广且价格低廉，制备方法简单易操作，反应在室温下即可进行，工艺绿色环保，反应对环境友好，且操作程序连续可控，易于扩大化生产。

技术领域

本发明属于材料化工技术领域，具体涉及一种室温下以岩盐卤水制备球霰石型碳酸钙的方法。

背景技术

方解石（Calcite）、文石（Aragonite）和球霰石（Vaterite）为碳酸钙常见的三种无水晶型，晶型不同导致其理化性质和用途均有所差异。方解石型碳酸钙热力学最稳定，文石次之，球霰石稳定性最差。球霰石型碳酸钙因其热力学特征，具有比方解石型和文石型更加广泛和特殊的用途。如涂料、造纸及生命科学等各个领域。球霰石比表面积大、球型分布、分散性好以及双折射等特有品质，可以显著提高油墨、塑料、涂料等的填充性能，在改善产品的光泽度、流动性、物理性和印刷性等方面具有巨大的应用潜力。因此，开发一种简便的制备球霰石型碳酸钙的方法具有很重要的意义。

目前，用于制备球霰石型碳酸钙的方法主要为碳化法和复分解法。碳化法属Ca²⁺-H₂O-CO₂系统，利用外加的CO₂与溶液中的Ca²⁺反应生成碳酸钙。但CO₂在水中的溶解度较低，在20~40℃下CO₂的溶解度仅为0.16~0.12 g/100g H₂O。因此，采用常规的碳化法制备碳酸钙，存在CO₂的利用率和碳酸钙的产出率低等问题。

因此研究一种能有效提高CO₂的利用率及碳酸钙的产出率的碳化法制备球霰石型碳酸钙的方法是极其重要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种室温下以岩盐卤水制备球霰石型碳酸钙的方法。

本发明的目的是这样实现的，一种室温下以岩盐卤水制备球霰石型碳酸钙的方法，包括以下步骤：

1）以岩盐卤水为原料，往岩盐卤水中通入CO₂进行搅拌反应得到反应液，搅拌过程中调节控制岩盐卤水pH值为9.3-9.7；

2）往反应液中加入絮凝剂，以50~100r/min的转速搅拌10~30min，静置沉降后得到固体产物A；

3）固体产物A经去离子水洗涤后得到固体产物B，所述固体产物B经干燥得到球霰石型碳酸钙粉体。

本发明采用往岩盐卤水中通入CO₂并通过NaOH调节控制卤水PH在一定范围内以调控碳酸钙晶型的方法来制备球霰石型碳酸钙。本方法利用通入的CO₂与岩盐卤水中富含的NaCl及Ca²⁺反应生成Na₂CO₃和CaCO₃，NaCl作为CO₃^2-的载体起到缓释CO₂的作用，提高了CO₂的利用率和碳酸钙前驱体的得率；通过卤水自身含有的Mg²⁺以及不断添加NaOH溶液调控卤水pH值联合调控碳酸钙的晶型，不带入杂质元素，制备得到高产率的球霰石型碳酸钙。