電石渣作為典型的含鈣堿性材料，CaO含量高達80%～90%，是電石水解生產(chǎn)乙炔的副產(chǎn)品，每生產(chǎn)1噸PVC產(chǎn)量約為20噸（90wt%的水含量）。目前電石渣主要用作建材、道路建設(shè)、化工等行業(yè)的原料，由于電石渣鈣質(zhì)資源豐富，電石渣可以作為生產(chǎn)微細碳酸鈣等高附加值材料的主要原料。
目前，利用電石渣制備微細碳酸鈣主要包括煅燒消化-碳酸化和鈣組分浸取-碳酸化兩種方法。早期吳綺文等采用水洗及粗篩的方式將電石渣初步凈化，烘干后在一定溫度下煅燒，再用80℃的熱水進行消化，配制成4～10%的Ca(OH)2溶液，在常溫常壓下將體積濃度為25%的CO2氣體通入漿液并持續(xù)攪拌反應(yīng)，通過調(diào)控反應(yīng)條件制備出平均粒徑為35nm的納米碳酸鈣產(chǎn)品，該工藝由于雜質(zhì)分離不徹底，導(dǎo)致碳酸鈣的純度不足90%。
劉飛等采用鹽酸浸取工藝路線，首先使用鹽酸對電石渣進行酸化處理，然后與碳酸鈉進行均相反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)鹽酸酸化后會促進碳酸鈣晶須的團聚，有助于分布均勻的文石型碳酸鈣晶須的合成，其長徑比在30~60區(qū)間范圍。
朱敏等則采用NH4Cl溶液對電石渣進行預(yù)處理，后經(jīng)碳酸化制備納米碳酸鈣，發(fā)現(xiàn)在碳化溫度為0～5℃，NH4Cl溶液濃度為8%時，電石渣的利用率高達92%以上，經(jīng)過濾后得到球型納米碳酸鈣平均粒徑為30～80nm，該工藝制備產(chǎn)品純度和白度分別達到98.60%。
Liu等使用檸檬酸鹽溶液作為浸取劑浸取電石渣中有效鈣組分，利用高純CO2作為碳酸化反應(yīng)的碳源，通過上清液的pH值判斷反應(yīng)的終止，研究表明，借助檸檬酸根陰離子的配位作用，可顯著提高電石渣中鈣浸取效率，在納米級碳酸鈣結(jié)晶過程中也表現(xiàn)出強烈的表面效應(yīng)，導(dǎo)致形成均質(zhì)單分散方解石顆粒。
此外，我們之前的研究中提出了一種協(xié)同處理廢電石渣和CO2減排的新方法。硫酸銨（(NH4)2SO4）用于有效地將電石渣中的鈣浸取到固相CaSO4·2H2O中。隨后，在25℃和0.1MPa的溫和條件下采用“逐滴碳酸化”控制技術(shù)，經(jīng)多次結(jié)晶相變形成粒徑在100nm~1μm可控的微細球霰石碳酸鈣。
除了利用氣-液-固非均相反應(yīng)路徑合成產(chǎn)品碳酸鈣之外，Zhang等提出了一種以電石渣和CO2SM（自主開發(fā)的碳源）為原料，通過水熱均相反應(yīng)的方式，在80～120℃范圍內(nèi)制備微細碳酸鈣微球，其中CO2SM釋放的EDA和EG對碳酸鈣微球的形貌和結(jié)晶相具有重要的控制作用。另外，過濾后的無碳酸鈣沉淀的溶液還可以重復(fù)用于吸收CO2。
采用電石渣替代傳統(tǒng)的煅燒石灰石原料減少了粉塵和資源的浪費，既解決了廢棄電石渣的污染，又獲取了高附加值碳酸鈣產(chǎn)品，但其中殘?zhí)肌e2O3、Al2O3、MgO等雜質(zhì)存在是制約其高值化利用的關(guān)鍵因素，因此，合適的電石渣雜質(zhì)預(yù)處理工藝以及輔助劑篩選，是提高微細碳酸鈣產(chǎn)品質(zhì)量主要科學(xué)問題。
資料來源：《李文秀,楊宇航,黃艷,等.二氧化碳礦化高鈣基固廢制備微細碳酸鈣研究進展[J].化工進展:2022》，由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理，轉(zhuǎn)載請注明出處！
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