目前，納米級碳酸鈣在中國已實現工業(yè)化，不同碳化方法應運而生，規(guī)模產量不斷增加，應用領域也由橡膠、油墨等向塑料、涂料、膠黏劑、造紙等行業(yè)迅速擴展。
據美國市場研究公司Grand View Research發(fā)布《納米碳酸鈣市場分析及2016-2024年前景預測報告》顯示：2015年全球納米碳酸鈣需求量約為1900萬噸，其中塑料領域納米碳酸鈣用量占市場總量的20%以上。到2024年，全球納米碳酸鈣需求量將超過4000萬噸，其中塑料將成為增長最快的應用領域。
納米碳酸鈣市場前景廣闊，但制備工藝較為復雜，其生產過程不可避免的會產生粉塵和“三廢”污染，在如今的環(huán)保嚴格要求下，如何減少或實現零排放是納米碳酸鈣產業(yè)發(fā)展的關鍵問題之一！
1、納米碳酸鈣企業(yè)生產過程中產生的氣、液、固污染物量
?。?）納米碳酸鈣生產過程產生的廢氣
間歇碳化法生產1噸碳酸鈣實際需消耗純CO21.46噸，理論上生產每噸碳酸鈣需反應CO20.44噸。CO2的轉化率僅為30%，即碳化過程排放的CO2的數量為1.02噸。如果采用連續(xù)碳化工藝，生產1噸碳酸鈣實際需反應CO20.54噸，CO2的轉化率可達81%，碳化過程中放出的CO2的質量僅為0.10噸。
?。?）納米碳酸鈣生產過程產生的廢水
納米碳酸鈣生產過程中產生的白水總量非常驚人，每生產1噸納米碳酸鈣所產生的白水數量為6.8～15.2噸。
?。?）納米碳酸鈣生產過程產生的廢渣
每生產1t納米碳酸鈣所產生的廢渣量為0.257噸。
2、如何實現納米碳酸鈣生產零污染、零排放？
上圖為一種納米碳酸鈣的綠色生產新工藝，該工藝采用連續(xù)鼓泡碳化新工藝生產來提高二氧化碳利用率；與輕質碳酸鈣聯(lián)合生產以循環(huán)回收和凈化白水；與制磚聯(lián)合生產以回收利用廢渣；利用磚胚陳化過程以循環(huán)回收碳化尾氣，可實現納米碳酸鈣生產零污染、零排放。
?。?）采用三級連續(xù)鼓泡碳化新工藝
三級連續(xù)加壓鼓泡碳化新工藝是，使用三個碳化塔的串聯(lián)塔間氣液連續(xù)并流或者錯流、塔內氣液逆流操作。三塔碳化的使用容積從預塔、中塔、后塔依次擴大，只有使預塔的使用容積最小才能減少物料在塔內的反應時間避免碳酸鈣微晶長大，中塔物料反應時間大于預塔，后塔相對容積最大是晶長大和晶體形狀完整的地方，其中預塔和中塔采取增壓操作。
這樣操作簡單，容易控制，設備使用率高，更有益于優(yōu)化生產工藝環(huán)境，不同批次的產品穩(wěn)定性能好，在預塔中，二氧化碳氣和氫氧化鈣漿液的濃度都處于最大并且提高了，預塔中碳酸根離子和鈣離子的濃度，很有效地加快了CaCO3的成核速度。
預塔是一個高效成核預反應器。
中塔是形成晶核和晶體長大的主要場所，中塔物料反應時間明顯大于預塔，要求其使用容積大于預塔，氣液比相當，氣流速度較大，所以中塔頂部需要設置除沫器。
在后塔中，Ca（OH）2漿液濃度和CO2濃度都比較低，氫氧化鈣粒子的活性差，漿液中CO32-和Ca2+的過飽和度低，此時反應速度相當慢。后塔是晶體長大和晶形完整之所，后塔相對來說是超大容積，要求Ca（OH）2的碳化度達到100%。
?。?）白水的回收利用
單純生產納米碳酸鈣的企業(yè)，每生產1噸納米碳酸鈣所產生的白水數量為6.8～15.2噸。含有約為2%碳酸鈣微晶的白水，碳酸鈣含量的多少直接影響后續(xù)產品中碳酸鈣粒子大小和碳酸鈣粒子形狀。會使碳酸鈣粒子粒徑變大，碳酸鈣粒子的粒度分布變寬，所以含有約為2%碳酸鈣微晶的白水不能被循環(huán)利用，同時不處理好又會造成環(huán)境污染。
但是，含有約為2%碳酸鈣微晶的白水可以用作生產輕質CaCO3過程中的工藝用水，這樣就把含有約為2%碳酸鈣微晶的白水變成了有用的工業(yè)用水，這樣就真正實現了納米碳酸鈣生產企業(yè)的白水的零排放，而且也降低了單純生產碳酸鈣的企業(yè)的生產成本。
?。?）單純生產納米碳酸鈣的企業(yè)與制磚聯(lián)合生產用以處理廢渣
每生產1噸納米碳酸鈣所產生的廢渣量約為0.257噸，每生產1萬噸納米碳酸鈣所產生的廢渣量約為2750噸。將廢渣破碎，添加30%的粘土做粘合劑，利用窯氣凈化過程中產生的少量凈化廢水，可用來副產新型建筑材料（空心磚胚）。這樣實現了廢渣和少量凈化廢水的零排放，同時也創(chuàng)造了經濟效益。
?。?）采用連續(xù)鼓泡碳化新工藝生產來提高二氧化碳利用率
碳化工序采用三級連續(xù)加壓鼓泡碳化新工藝，可以將二氧化碳利用率提高到80%左右?；厥諒U渣生產磚胚同時對磚胚進行陳化處理，陳化過程實質上就是氫氧化鈣與二氧化碳緩慢反應生成碳酸鈣的碳化過程。從而進一步提高二氧化碳的利用率。
部分來源：探討納米碳酸鈣的零排放生產新工藝，作者：陽鐵建
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