一种自开关型微乳液法制备纳米碳酸钙的方法

本发明属于纳米碳酸钙，具体涉及一种自开关型微乳液法制备纳米碳酸钙的方法。

背景技术：

1、电石渣是电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣，电石渣是一种含钙固废。目前，对于电石渣的处理大多是利用电石渣可以代替石灰石制水泥、生产生石灰用作电石原料。但是存在着利用不充分，附加值低的问题。利用电石渣制备纳米碳酸钙可有效的提升固废电石渣的资源化率与附加值。

2、纳米碳酸钙又称超微细碳酸钙，主要应用于高档塑料制品。纳米碳酸钙常用制备方法有微乳液法，它通过控制反应条件，可以在较小的区域内控制晶粒的成核与生长，从而得到纳米级的碳酸钙颗粒。但是现有微乳液法制纳米碳酸钙存在以下问题：微乳液破乳后直接获取纳米碳酸钙，但是残余的溶液不能循环使用，造成原料的浪费，使得纳米碳酸钙的制备存在原料物质损耗高以及成本高的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种自开关型微乳液法制备纳米碳酸钙的方法，解决了纳米碳酸钙制备过程中物质损耗高，成本高技术的问题；且制备的纳米碳酸钙粒径均匀。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种自开关型微乳液法制备纳米碳酸钙的方法，所述自开关型微乳液法制备纳米碳酸钙的方法包括以下步骤：

4、步骤一：电石渣中提取钙方法

5、所述电石渣中提取钙方法包括：电石渣经浸取剂浸取，得浸取混合液；浸取混合液进一步分离，得含钙水相溶液；

6、步骤二：自开关微乳液制备方法

7、所述微乳液制备方法，是将油相溶液、表面活性剂、助力表面活性剂以及步骤一中的含钙水相溶液混合，制成自开关微乳液；所述油相溶液包括正己烷和自开关性化合物；

8、步骤三：二氧化碳碳化方法

9、向步骤二所制备得微乳液中通入二氧化碳进行碳化及破乳，得破乳溶液；

10、步骤四：浸取剂以及微乳液循环利用方法

11、将步骤三所得破乳溶液进行水油相分相得到水相破乳溶液和油相溶液；

12、水相破乳溶液经分离，得到纳米碳酸钙和水相，水相作为浸取剂进行循环；油相溶液进行循环利用。

13、进一步限定，所述步骤一中，浸取剂选取氯化铵溶液，氯化铵溶液的质量浓度为10％，电石渣与氯化铵溶液的固液质量比为(1：5)～(1：8)。

14、进一步限定，所述步骤一中，氯化铵溶液浸取电石渣时，浸取剂的ph为10～12，浸取时间为大于等于25分钟。

15、进一步限定，所述步骤二中，表面活性剂、自开关性化合物、正己烷、助表面活性剂以及含钙水相溶液质量比为1:1.5：4：6：1.25。

16、进一步限定，所述步骤二中，自开关性化合物是头基为胍基、脒基或胺基的长链烷基化合物；所述表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，所述助表面活性剂为正丁醇。

17、进一步限定，所述步骤二中，自开关性化合物为n′-十六烷基-n，n二甲基乙基脒、n′-十六烷基-n，n二甲基乙基胍或n′-十六烷基-n，n二甲基乙基胺。

18、进一步限定，所述步骤三中，碳化设备选用微气泡发生器，碳化工艺条件为：碳化时间大于等于20分钟，转速大于300转/分，二氧化碳流量为200ml/min。

19、进一步限定，所述步骤三中，碳化温度为20℃～25℃。

20、进一步限定，所述步骤一中，还包括向含钙水相溶液中加入晶型控制剂，所述晶型控制剂与含钙水相溶液的质量比0.5％-1％。

21、进一步限定，所述步骤三中，油相溶液加热至70℃，去除二氧化碳，返回步骤二中与新鲜含钙水相溶液形成新的液体体系，混合搅拌形成新的自开关微乳液；向水相中先补加氯化铵后再次作为浸取剂进行循环。

22、与现有技术相比，本发明提供了一种自开关型微乳液法制备纳米碳酸钙的方法，具备以下有益效果：

23、本发明将油相溶液、表面活性剂、助力表面活性剂以及步骤一中的含钙水相溶液混合，由于油相溶液包括正己烷和自开关性化合物；因此形成自开关微乳液；再向自开关微乳液中通入二氧化碳形成二氧化碳自开关型微乳液，进而制备纳米碳酸钙；二氧化碳先在自开关微乳液中促进纳米碳酸钙，等反应完全后，二氧化碳会使自开关微乳液的ph发生变化，实现破乳及纳米碳酸钙的分离，随后破乳的有机相和新的含钙水相溶液形成新循环继续制备自开关微乳液，分离的水相作为浸取剂进行循环继续循环，从而减少了纳米碳酸钙制备过程中物质损耗，降低纳米碳酸钙制备成本。

技术特征：

1.一种自开关型微乳液法制备纳米碳酸钙的方法，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的自开关型微乳液法制备纳米碳酸钙的方法，其特征在于：所述步骤一中，浸取剂选取氯化铵溶液，氯化铵溶液的质量浓度为10％，电石渣与氯化铵溶液的固液质量比为(1：5)～(1：8)。

3.根据权利要求2所述的自开关型微乳液法制备纳米碳酸钙的方法，其特征在于：所述步骤一中，氯化铵溶液浸取电石渣时，浸取剂的ph为10～12，浸取时间为大于等于25分钟。

4.根据权利要求6所述的自开关型微乳液法制备纳米碳酸钙的方法，其特征在于：所述步骤二中，表面活性剂、自开关性化合物、正己烷、助表面活性剂以及含钙水相溶液质量比为1：1.5：4：6：1.25。

5.根据权利要求1所述的自开关型微乳液法制备纳米碳酸钙的方法，其特征在于：所述步骤二中，自开关性化合物是头基为胍基、脒基或胺基的长链烷基化合物；所述表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，所述助表面活性剂为正丁醇。

6.根据权利要求4所述的自开关型微乳液法制备纳米碳酸钙的方法，其特征在于：所述步骤二中，自开关性化合物为n′-十六烷基-n，n二甲基乙基脒、n′-十六烷基-n，n二甲基乙基胍或n′-十六烷基-n，n二甲基乙基胺。

7.根据权利要求1所述的自开关型微乳液法制备纳米碳酸钙的方法，其特征在于：所述步骤三中，碳化设备选用微气泡发生器，碳化工艺条件为：碳化时间大于等于20分钟，转速大于300转/分，二氧化碳流量为200ml/min。

8.根据权利要求1所述的自开关型微乳液法制备纳米碳酸钙的方法，其特征在于：所述步骤三中，碳化温度为20℃～25℃。

9.根据权利要求1所述的自开关型微乳液法制备纳米碳酸钙的方法，其特征在于：所述步骤一中，还包括向含钙水相溶液中加入晶型控制剂，所述晶型控制剂与含钙水相溶液的质量比0.5％-1％。

10.根据权利要求1～9任意一项权利要求所述的自开关型微乳液法制备纳米碳酸钙的方法，其特征在于：所述步骤三中，油相溶液加热至70℃，去除二氧化碳，返回步骤二中与新鲜含钙水相溶液形成新的液体体系，混合搅拌形成新的自开关微乳液；向水相中先补加氯化铵后再次作为浸取剂进行循环。

技术总结
本发明涉及纳米碳酸钙技术领域，且公开了一种自开关型微乳液法制备纳米碳酸钙的方法，所述方法包括：步骤一：电石渣经浸取剂浸取，得浸取混合液，浸取混合液进一步分离，得含钙水相溶液；步骤二：将油相溶液、表面活性剂、助力表面活性剂以及含钙水相溶液混合制成自开关微乳液；步骤三：向步骤二所制备得自开关微乳液通入二氧化碳进行碳化及破乳，得破乳溶液；步骤四：将步骤三所得破乳溶液进行水油相分相，水相破乳溶液经分离，得纳米碳酸钙，且分离后水相补充浸取剂进行循环；油相溶液进行循环利用。本发明实现了减少纳米碳酸钙制备过程中物质损耗，降低纳米碳酸钙制备成本的目的。

技术研发人员：郑化安,宁小钢,党增琦,熊磊,曾宪军,李樊,李冬,滕海鹏,魏涛,郑泽
受保护的技术使用者：西北大学
技术研发日：
技术公布日：2025/1/16