基于湿法碳化电石渣的碳酸钙制备及其性能调控研究
张赛赛
张欣雨
沈园园
朱建平
刘松辉
管学茂
河南理工大学 材料科学与工程学院 河南省深地材料科学与技术重点实验室,河南 焦作 454000
摘要：目的 为充分利用生产乙炔气体过程中产生的电石渣(carbide slag,CS),解决电石渣堆存污染问题的同时实现CO2 的封存,本文开展了湿法碳化方法调控电石渣合成不同晶型碳酸钙的可行性研究.方法 首先,在室温条件下,考察不同CO2通气速率对电石渣湿法碳化过程的影响,合成方解石型碳酸钙;然后在80℃条件下,利用氯化镁作为晶型调控剂,合成文石型碳酸钙;最后,采用X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、扫描电子显微镜(SEM)等手段表征不同条件下电石渣碳化产物的组成和形貌,从晶体结构角度分析电石渣碳化反应的过程及合成不同晶型碳酸钙的机理.结果 结果表明,室温条件下,电石渣主要碳化生成方解石,不同通气速率仅影响反应前期,实验得到的最优通气速率为4 L/min.80℃条件下,产物转变为文石型碳酸钙晶须.与文石型碳酸钙结构相比,方解石型碳酸钙结构更稳定,室温下易生成;而文石属亚稳态,需氯化镁调控和高温条件.晶体结构与空间群等的差异是导致方解石和文石在不同反应条件下碳化产生的本质原因.结论 室温下电石渣碳化吸收CO2 同时生成方解石型碳酸钙;在改变反应温度和使用晶型调控剂的情况下可调控碳化产物为文石型碳酸钙.研究结果对实现电石渣的高附加值资源化利用、减少环境污染和CO2的固化封存有指导作用.
关键词：电石渣湿法碳化氯化镁碳酸钙晶须晶型调控
分类号：TQ132.32(金属元素的无机化合物化学工业)
资助基金：国家自然科学基金(52108208)国家自然科学基金(U1905216)河南省科技攻关计划项目(211110231400)河南省科技攻关计划项目(212102310559)国家重点实验室开放基金(2021GBM06)河南理工大学杰出青年基金资助项目(J2023-6)河南理工大学创新型科研团队资助项目(T2023-5)
论文发表日期：2025-05-22
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 181-188 )
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