人造崗石廢渣邊角料

　　人造崗石廢渣是什么？人造崗石廢渣成分是什么？人造崗石廢渣有什么用途？桂林鴻程立磨小編從網(wǎng)上了解到一種用人造崗石廢渣合成甲酸鈣的賺錢方法，提供給有資源的老板參考。

　　一、人造崗石廢渣利用背景技術

　　背景技術：

　　甲酸鈣又稱蟻酸鈣，其分子式為ca(hcoo)2，主要呈白色結晶或結晶粉末狀，略帶有吸濕性，無毒，無潮解性，極易溶于水，不溶于醇類的有機溶劑，加熱至400℃左右就會發(fā)生分解，其水溶液的ph值呈中性。

　　甲酸鈣用途比較廣泛，作為一種動物飼料添加劑時，具有酸化、防腐、防霉的功效，也可作為高硫燃料煙氣脫硫的助劑，水泥的助磨劑，植物生長的調(diào)節(jié)劑，建筑材料的助劑，合成草酸的中間體，除此之外，甲酸鈣還可以用于煤磚粘合劑和纖維輔助材料等。由于甲酸鈣的用途較為廣泛，市場也隨著甲酸鈣的用途對甲酸鈣的需求量逐漸增大，甲酸鈣的合成工藝研究也逐步成為熱點，生產(chǎn)甲酸鈣的工藝研究主要有以下幾種。

　　1.作為多羥基醇生產(chǎn)的副產(chǎn)物

　　現(xiàn)如今，多羥基醇生產(chǎn)副產(chǎn)物是生產(chǎn)甲酸鈣的方法之一。其主要的化學反應過程有以下幾個：

　　2ch3cho+8ch2o+ca(oh)2→2c(ch2oh)4+ca(hcoo)2

　　2ch3ch2cho+6ch2o+ca(oh)2→2ch3c(ch2oh)3+ca(hcoo)2

　　2ch3ch2ch2cho+6ch2o+ca(oh)2→2ch3ch2c(ch2oh)3+ca(hcoo)2

　　這種方法生產(chǎn)甲酸鈣的優(yōu)點是得到的副產(chǎn)物為甲酸鈣，缺點是產(chǎn)量較低，并受多羥基醇的制約。

　　2.中和法制備甲酸鈣

　　在國內(nèi)，中和法是以hcooh和caco3或ca(oh)2為原料制備甲酸鈣的主要方法。在此過程中，甲酸鈣的濃度必須適當，如果濃度太高，則反應會劇烈進行，并且甲酸的量會大量損失，不利于反應的進行；如果濃度過低會造成能耗增高，生產(chǎn)成本過高。其中應分批加入caco3或ca(oh)2，以防止反應太劇烈，引起反應溶液溢出和甲酸損失。

　　這種方法的優(yōu)點是操作簡單，產(chǎn)品純度高。缺點是由于反應結束后得到甲酸鈣溶液，需要使用蒸發(fā)結晶的方法制備甲酸鈣晶體，但是蒸發(fā)結晶的工藝復雜，能耗較大，整個生產(chǎn)成本較高，效率和利潤低。

　　3.滲析法合成甲酸鈣

　　滲析法合成甲酸鈣是一種較為綠色環(huán)保的方法，主要以甲酸鈉和氫氧化鈣為原料，采用兩張陰離子交換膜組成三室滲析系統(tǒng)。試驗主要以濃度差作為推動力，采用hcoo-與oh-可以通過陰離子交換膜進行交換，與ca2+結合形成甲酸鈣。

　　從該過程中可以看出，甲酸鈉的濃度和用于陰離子交換膜的時間對反應過程均具有明顯的影響。氫氧化鈣在水中的溶解度相對較小，濃度差被用作整個過程的推動力，因此整個過程的傳質速度非常慢，效率相對較低。由于整個過程的投資和成本的投資很小，所以有一定的應用價值。

　　4.氫氧化鈣與甲醛合成甲酸鈣

　　Ca(oh)2在催化劑的作用下與甲醛反應合成甲酸鈣，而且甲醛的價格非常昂貴，在堿性條件下容易聚合發(fā)生糖化作用，所以此方法并不具備有工業(yè)生產(chǎn)的價值。

　　人造崗石是以方解石、大理石、石灰石等為原料，以不飽和樹脂為膠黏劑，配以適量的固化劑、稀釋劑、促進劑等混合、攪拌、真空壓制成型，經(jīng)切割與打磨而成。人造崗石廢渣是在切割、打磨過程中產(chǎn)生大量的廢漿，經(jīng)自然風干而成。由于人造崗石是由碳酸鈣粉體和不飽和樹脂經(jīng)真空壓制而成，不飽和樹脂分子鏈中的不飽和雙鍵與交聯(lián)單體(通常為苯乙烯)的雙鍵發(fā)生交聯(lián)聚合反應，由線型長鏈分子形成三維立體網(wǎng)絡結構，所以人造崗石中重質碳酸鈣顆粒被三維立體網(wǎng)絡狀的不飽和樹脂緊密包覆后固化，結構復雜，還沒有低成本的方法進行對人造崗石廢渣進行分離和資源化利用。企業(yè)采用的方法一般是簡單填埋和露天堆放，不僅占用大量的土地，而且產(chǎn)生大量的揮發(fā)性有機物，給環(huán)境造成二次污染，也給企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展帶來了困擾，同時對資源也是巨大的浪費。因此，合理利用、處理這些廢渣勢在必行，也是從根本上解決環(huán)境污染，減少土地占用和安全隱患的唯一辦法。

　　現(xiàn)有甲酸鈣合成方面的研究都是基于以上的合成方法來制備，通過檢索，盡管關于甲酸鈣的合成專利不少，但還沒有關于用人造崗石廢渣為原料來合成甲酸鈣的技術方案。

　　技術實現(xiàn)要素：

　　本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，而提出一種用人造崗石廢渣合成甲酸鈣的方法。人造崗石廢渣中重質碳酸鈣約占90-91％，不飽和樹脂約占8-9％，鐵系染料和其他助劑約占0.5％，利用人造崗石廢渣中各組分的特點，通過加入甲酸與人造崗石廢渣中的重質碳酸鈣反應，可以把不飽和樹脂和不溶于甲酸的其它固體雜質分離，在濾液中加入硫化物沉淀劑，將人造崗石廢渣和鐵系染料中的重金屬離子進行沉淀分離，再在濾液中采用濃縮結晶的方式可合成甲酸鈣。為能夠更好對人造廢渣資源化再利用，本發(fā)明解決其技術問題是采取以下技術方案實現(xiàn)的：

　　一種用人造崗石廢渣合成甲酸鈣的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

　　(1)將人造崗石按照物料比1：5用蒸餾水稀釋，加入一定量的50％的甲酸，在密封的玻璃儀器中加溫到40～80℃并攪拌反應30～60分鐘，過濾，濾液備用；

　　(2)將濾液用25％的石灰乳調(diào)節(jié)ph值為7～8，并在60℃保溫1.5h，然后加入一定體積的硫化物沉淀劑，再次過濾，濾液濃縮結晶，在離心機中轉動15min，過濾，干燥后可以得到甲酸鈣。

　　所述的甲酸用量為12～15g/10g人造崗石廢渣；

　　所述的硫化物沉淀劑用量為按照每5ml溶液加入1～3滴；硫化物沉淀劑主要由5g硫化鈉、10ml水和30ml甘油混合組成。

　　本發(fā)明的有益效果為：

　　1.本發(fā)明所用原料為人造崗石廢渣，為人造崗石企業(yè)還沒有什么方法所能綜合利用的廢棄物；

　　2.制備甲酸鈣工藝簡單，適宜工業(yè)化生產(chǎn)；

　　3.本發(fā)明合成甲酸鈣按照一定的晶形逐漸生長成型，呈八面體狀。

　　具體實施方式

　　以下對本發(fā)明實施例做進一步詳述：需要強調(diào)的是，本發(fā)明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明并不限于具體實施方式中所述的實施例，凡是由本領域技術人員本發(fā)明的技術方案得出的其它實施方式，同樣屬于本發(fā)明保護的范圍。

　　實施例1

　　(1)將人造崗石按照物料比1：5用蒸餾水稀釋，加入一定量的50％的甲酸，在密封的玻璃儀器中加溫到80℃并攪拌反應30分鐘，過濾，濾液備用；

　　(2)將濾液用25％的石灰乳調(diào)節(jié)ph值為7，并在60℃保溫1.5h，然后加入一定體積的硫化物沉淀劑，再次過濾，濾液濃縮結晶，在離心機中轉動15min，過濾，干燥后可以得到甲酸鈣。所述的甲酸用量為13g/10g人造崗石廢渣；所述的硫化物沉淀劑用量為按照每5ml溶液加入2滴；硫化物沉淀劑主要由5g硫化鈉、10ml水和30ml甘油混合組成。

　　經(jīng)計算人造崗石廢渣利用率為87.20％，鐵離子去除率為97.65％，甲酸鈣的收率為92.16％。

　　實施例2

　　(1)將人造崗石按照物料比1：5用蒸餾水稀釋，加入一定量的50％的甲酸，在密封的玻璃儀器中加溫到80℃并攪拌反應30分鐘，過濾，濾液備用；

　　(2)將濾液用25％的石灰乳調(diào)節(jié)ph值為7，并在60℃保溫1.5h，然后加入一定體積的硫化物沉淀劑，再次過濾，濾液濃縮結晶，在離心機中轉動15min，過濾，干燥后可以得到甲酸鈣。所述的甲酸用量為15g/10g人造崗石廢渣；所述的硫化物沉淀劑用量為按照每5ml溶液加入2滴；硫化物沉淀劑主要由5g硫化鈉、10ml水和30ml甘油混合組成。

　　經(jīng)計算人造崗石廢渣利用率為88.70％，鐵離子去除率為97.65％，甲酸鈣的收率為92.55％。

　　實施例3

　　(1)將人造崗石按照物料比1：5用蒸餾水稀釋，加入一定量的50％的甲酸，在密封的玻璃儀器中加溫到60℃并攪拌反應40分鐘，過濾，濾液備用；

　　(2)將濾液用25％的石灰乳調(diào)節(jié)ph值為8，并在60℃保溫1.5h，然后加入一定體積的硫化物沉淀劑，再次過濾，濾液濃縮結晶，在離心機中轉動15min，過濾，干燥后可以得到甲酸鈣。所述的甲酸用量為13g/10g人造崗石廢渣；所述的硫化物沉淀劑用量為按照每5ml溶液加入3滴；硫化物沉淀劑主要由5g硫化鈉、10ml水和30ml甘油混合組成。

　　經(jīng)計算人造崗石廢渣利用率為92.9％，鐵離子去除率為98.77％，甲酸鈣的收率為93.80％。

　　實施例4

　　(1)將人造崗石按照物料比1：5用蒸餾水稀釋，加入一定量的50％的甲酸，在密封的玻璃儀器中加溫到50℃并攪拌反應50分鐘，過濾，濾液備用；

　　(2)將濾液用25％的石灰乳調(diào)節(jié)ph值為8，并在60℃保溫1.5h，然后加入一定體積的硫化物沉淀劑，再次過濾，濾液濃縮結晶，在離心機中轉動15min，過濾，干燥后可以得到甲酸鈣。所述的甲酸用量為13g/10g人造崗石廢渣；所述的硫化物沉淀劑用量為按照每5ml溶液加入3滴；硫化物沉淀劑主要由5g硫化鈉、10ml水和30ml甘油混合組成。

　　經(jīng)計算人造崗石廢渣利用率為94.7％，鐵離子去除率為98.77％，甲酸鈣的收率為94.20％。

　　對人造崗石廢渣和實施例4合成的甲酸鈣進行掃描電鏡檢測，圖1為人造崗石廢渣的掃描電鏡圖，圖2為實施例4合成的甲酸鈣掃描電鏡圖。圖1可知人造崗石廢渣在10000倍掃描電鏡下呈現(xiàn)不規(guī)則的形狀，表面較為光滑，有明顯的團聚現(xiàn)象；從圖2可知合成的甲酸鈣晶體在20000倍掃描電鏡下顆粒大小不一，晶體緊密連在一起，還有部分晶體生長的現(xiàn)象，平均粒徑為1μm，晶體呈現(xiàn)八面體的形狀，說明人造崗石廢渣合成的甲酸鈣按照一定的晶型逐漸生長。

　　對人造崗石廢渣和實施例4合成的甲酸鈣進行x衍射分析，圖3為人造崗石廢渣的xrd圖譜，圖4為實施例4合成的甲酸鈣xrd圖譜。從圖3可知人造崗石廢渣的xrd圖譜，通過與標準碳酸鈣圖譜對比分析，在相對應的2θ處，大部分的衍射峰都與標準碳酸鈣圖譜相對應。通過查詢資料可知，在2θ為29.36°、39.32°、47.46°時有對應的方解石(104)、(112)、(018)晶面。故可判斷人造崗石廢渣的組成主要為方解石型碳酸鈣；圖4為人造崗石廢渣合成甲酸鈣的xrd圖譜，與標準甲酸鈣圖譜數(shù)據(jù)對比分析，在相對應的2θ處，標準甲酸鈣圖譜與合成甲酸鈣的特殊峰基本重合，可知人造崗石廢渣合成的產(chǎn)物為甲酸鈣。

　　對人造崗石廢渣和實施例4合成的甲酸鈣進行紅外檢測，圖5為人造崗石廢渣的紅外光譜，圖6為實施例4合成的甲酸鈣紅外光譜。從圖5可知，人造崗石廢渣的特征吸收峰為712cm-1、875cm-1、1414cm-1，與標準碳酸鈣的圖譜相對應，故可判斷人造崗石廢渣的主要成分為碳酸鈣；從圖6可知，波數(shù)1068cm-1、1350cm-1、1388cm-1是由c-o鍵伸縮振動引起的；波數(shù)在1685cm-1時為c＝o的對稱伸縮振動吸收帶，1578cm-1為c＝o的反對稱伸縮振動吸收帶；波數(shù)為2870cm-1、2892cm-1時有吸收峰是由于c-h鍵伸縮振動引起的，以上的峰值都能與標準甲酸鈣圖譜相對應，故可判斷合成的產(chǎn)物為甲酸鈣。

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