[发明专利]利用电石渣制备类骨羟基磷灰石材料的方法

说明书

本发明提供一种利用电石渣制备类骨羟基磷灰石材料的方法，是以电石渣为原料，经酸性溶解，过滤除杂，通过调节酸碱度及采用陈化工艺，从而制得类骨羟基磷灰石材料，有效的解决了目前的类骨羟基磷灰石材料的制备过程较为复杂，制备成本较高，不利于其工业化生产的目的。从而实现了对电石渣固废材料的综合利用，既科学环保地处置了固废物的电石渣，又能通过高附加值衍生产品带来经济效益，最大程度地满足了人们多层次、大批量的对于类骨羟基磷灰石材料的需求。

技术领域：

本发明涉及化学材料应用领域，具体涉及固废利用、陶瓷与仿生材料的回收利用的方法，即利用电石渣制备类骨羟基磷灰石材料的方法。

背景技术：

电石渣是电石法生产乙炔时产生的废弃物，目前对其利用的并不多。而电石法生产乙炔时，是先将焦炭与氧化钙置于2200℃左右的电炉中熔炼，生成碳化钙，再将碳化钙与水反应，得到乙炔，这样也即产生了大量的电石渣，其中富含氧化钙。据估计， 我国每年堆放的电石渣就有数千万吨，不仅占用大量土地, 而且严重污染环境, 成为亟需资源化利用的含钙资源。除钙元素外，电石渣还含有镁、钠、钾、铝、硅等微量元素。目前电石渣的利用途径主要在烧制水泥、土壤降酸、烟气脱硫等低端用途。如何来对电石渣中的有益的元素如钙、镁等进行综合的最大化的利用却是一个现实问题。

羟基磷灰石（Hydroxyapatite，HAP）是一种含钙化合物，分子式为：Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂，是人和动物骨酷、牙齿的主要矿物成分，具有良好的生物相容性和生物活性。人工合成羟基磷灰石被大量地应用于骨替代植入材料，植入人体后对组织无剌激和排斥作用，和周围组织相容性好且能传导骨生长，己在临床上广泛用于相容性骨缺损的修复和填充整形的骨材料。在自然骨的羟基磷灰石物质体系中，还有一些微量元素。其中，镁在骨组织中质量百分含量约1%左右，它直接影响骨骼的钙化过程，是影响体内矿物质新陈代谢的主要因素，其消耗或流失可能导致骨停止生长、降低成骨细胞的活性以及导致骨质疏松，因此，含镁的羟基磷灰石也被视为类骨羟基磷灰石。把适量的Mg元素合成到羟基磷灰石中制成类骨羟基磷灰石，作为人工骨材料以改善植入体的生物活性，有着重要的医学价值并，也由此而获得了较高的经济价值[无机材料学报, 2016, 31(12):6.]。另外，该类含镁的类骨羟基磷灰石材料还可应用于抗菌材料[中国体视学与图像分析, 2017, 22(3): 7]、除氟材料[硅酸盐学报, 2019, 47(7): 933]、铀的高效萃取[CN110075783A]和土壤重金属修复[湖北农业科学, 2017, 56: 4046]等用途。

对于类骨羟基磷灰石的制备，一般是水溶性钙盐、水溶性镁盐和水溶性磷酸盐溶液进行混合反应，调节溶液pH值，再经水热反应或高温烧结；如中国专利公开告为CN108584896A，其公开的一种掺镁羟基磷灰石及其制备方法， 该掺镁羟基磷灰石的制备方法包括如下步骤： 按照钙元素与镁元素的摩尔量之和与磷元素的摩尔量的比为5:3， 将水溶性钙盐、 水溶性镁盐和水溶性磷酸盐与水混合， 得到混合溶液， 其中，水溶性钙盐中的钙元素与水溶性镁盐中的镁元素的摩尔比为13:1～32:1； 调节混合溶液的pH值至9～11，再在160℃ ～170℃ 下水热反应23小时～24小时， 再经固液分离， 得到掺镁羟基磷灰石。上述掺镁羟基磷灰石的制备方法的制备过程较为简单且制备得到的掺镁羟基磷灰石中镁的含量相对较高。 还有如[CN106268614A]，均有报道。得到含镁羟基磷灰石，为控制其粉体粒径，还需加入松节醇或乙二醇等作为分散剂[功能材料, 2010,41(4):700]。