[发明专利]一种大理石废料制备高白度多晶形碳酸钙粉体的方法

说明书

本发明公开了一种大理石废料制备高白度多晶形碳酸钙粉体的方法，属于无机材料领域。本发明工艺步骤包括：(1)将大理石废料清洗、抽滤、干燥并过筛；(2)将已清洗的大理石废料加入到以氧化锆球为球磨介质，水为球磨溶剂的球磨瓶中，室温400rpm转速球磨22h；(3)将球磨后大理石粉体加入到含有无机晶形控制剂的碱性水溶液中，在水热反应釜中进行水热处理，然后经清洗、干燥并过筛，制备出高白度(94％～98％)、多晶形(球形、板状、针状等)碳酸钙粉体。本发明具有原料成本低廉、生产工艺简单、生产过程环保等特点，适合大批量生产高白度碳酸钙粉体，作为无机填料或颜料，应用于油墨、造纸、涂料、医药、化妆品等领域。

技术领域

本发明涉及制备高白度多晶形碳酸钙的方法，具体涉及一种大理石废料制备高白度多晶形碳酸钙粉体的方法。

背景技术

碳酸钙粉体作为一种重要的无机化工原料，常用作填料和补强剂，应用于橡胶、塑料、油墨、造纸、食品、医药等领域。不同晶形碳酸钙粉体应用于不同领域。球形碳酸钙粉体堆积体积小、吸油值低，具有良好的平滑性和流动性，对油墨吸收性强，常用于油墨、橡胶、涂料、造纸和润滑油行业；针状碳酸钙粉体又称晶须碳酸钙，一般指长径比大于10，常用作于材料的补强增韧剂；片状碳酸钙粉体以其较强的表面涂覆功能和遮盖力，以及良好的分散性能、光学性能和印刷性，广泛用在造纸行业。

大理石粉体是一种廉价的碳酸钙原料，通过晶形控制剂对传统的碳化工艺中碳酸钙形貌进行调控，制备出的碳酸钙粉体纯度高、晶形可控，但工艺路线复杂，煅烧过程中CO2气体排放产生温室效应。Necmettin等采用煅烧-溶解-沉淀工艺，制备碳酸钙粉体，粉体白度较低，将废大理石粉体提纯，制备高白度多晶形碳酸钙粉体的方法，替代传统的生产工艺，不仅可以实现固体废弃物的高附加值利用，逐渐消除废大理石粉体对环境的影响，而且有助于降低碳酸钙分体的生产能耗和生产成本。

发明内容

本发明所要解决的问题是：提供一种大理石废料制备高白度多晶形碳酸钙粉体的方法,成本低廉、工艺简便，生产效率高。

本发明为解决上述问题所提供的技术方案为：一种大理石废料制备高白度多晶形碳酸钙粉体的方法，其特征在于：所述方法包含以下工艺步骤：

1)将大理石废料清洗、抽滤、干燥并过筛；

2)将清洗的大理石废料加入到含有水溶剂和氧化锆球的球磨瓶中，室温球磨22h，球磨转速为400rpm；

3)将球磨后的大理石粉体加入到含有无机晶形控制剂的碱性水溶液中，在水热反应釜中进行水热处理，然后清洗、干燥并过筛，制备出高白度多晶形碳酸钙粉体。

大理石废料来源于大理石石材开采和加工过程中的粉状废料，粉体颗粒粒径小于200目。

氧化锆球直径为2-5mm，氧化锆球与大理石粉体的质量比为10：1。

优选的，所述无机晶形控制剂为氢氟酸、硫酸或磷酸的钠盐或钙盐中的一种，添加量为球磨后大理石粉体质量的0.5％-5％。

优选的，所述碱性水溶液为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠中一种或两种混合水溶液，碱性水溶液pH值为13。

优选的，所述步骤3)中水热处理温度为140-260℃，水热处理时间为4h。

与现有技术相比，本发明的优点是：本发明采用废大理石粉体为原料，通过湿法球磨和水热处理获得高白度、细粒径的大理石粉体；水热条件下无机晶形控制剂调控碳酸钙晶粒的生长方向，从而制备出高白度(94％～98％)、多晶形(球形、板状、针状等)碳酸钙粉体。此工艺无需经过复杂的煅烧、消解和碳化，不仅可以实现大理石粉体的环保、高附加值利用，而且对于促进大理石资源的可持续利用意义重大。本发明具备原料成本低廉、工艺简便，生产效率高等特点，适合规模化高附加值利用大理石粉体，具有显著的经济和社会价值。

附图说明