人造岗石废渣边角料

　　人造岗石废渣是什么？人造岗石废渣成分是什么？人造岗石废渣有什么用途？桂林鸿程立磨小编从网上了解到一种用人造岗石废渣合成甲酸钙的赚钱方法，提供给有资源的老板参考。

　　一、人造岗石废渣利用背景技术

　　背景技术：

　　甲酸钙又称蚁酸钙，其分子式为ca(hcoo)2，主要呈白色结晶或结晶粉末状，略带有吸湿性，无毒，无潮解性，极易溶于水，不溶于醇类的有机溶剂，加热至400℃左右就会发生分解，其水溶液的ph值呈中性。

　　甲酸钙用途比较广泛，作为一种动物饲料添加剂时，具有酸化、防腐、防霉的功效，也可作为高硫燃料烟气脱硫的助剂，水泥的助磨剂，植物生长的调节剂，建筑材料的助剂，合成草酸的中间体，除此之外，甲酸钙还可以用于煤砖粘合剂和纤维辅助材料等。由于甲酸钙的用途较为广泛，市场也随着甲酸钙的用途对甲酸钙的需求量逐渐增大，甲酸钙的合成工艺研究也逐步成为热点，生产甲酸钙的工艺研究主要有以下几种。

　　1.作为多羟基醇生产的副产物

　　现如今，多羟基醇生产副产物是生产甲酸钙的方法之一。其主要的化学反应过程有以下几个：

　　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

　　这种方法生产甲酸钙的优点是得到的副产物为甲酸钙，缺点是产量较低，并受多羟基醇的制约。

　　2.中和法制备甲酸钙

　　在国内，中和法是以hcooh和caco3或ca(oh)2为原料制备甲酸钙的主要方法。在此过程中，甲酸钙的浓度必须适当，如果浓度太高，则反应会剧烈进行，并且甲酸的量会大量损失，不利于反应的进行；如果浓度过低会造成能耗增高，生产成本过高。其中应分批加入caco3或ca(oh)2，以防止反应太剧烈，引起反应溶液溢出和甲酸损失。

　　这种方法的优点是操作简单，产品纯度高。缺点是由于反应结束后得到甲酸钙溶液，需要使用蒸发结晶的方法制备甲酸钙晶体，但是蒸发结晶的工艺复杂，能耗较大，整个生产成本较高，效率和利润低。

　　3.渗析法合成甲酸钙

　　渗析法合成甲酸钙是一种较为绿色环保的方法，主要以甲酸钠和氢氧化钙为原料，采用两张阴离子交换膜组成三室渗析系统。试验主要以浓度差作为推动力，采用hcoo-与oh-可以通过阴离子交换膜进行交换，与ca2+结合形成甲酸钙。

　　从该过程中可以看出，甲酸钠的浓度和用于阴离子交换膜的时间对反应过程均具有明显的影响。氢氧化钙在水中的溶解度相对较小，浓度差被用作整个过程的推动力，因此整个过程的传质速度非常慢，效率相对较低。由于整个过程的投资和成本的投资很小，所以有一定的应用价值。

　　4.氢氧化钙与甲醛合成甲酸钙

　　Ca(oh)2在催化剂的作用下与甲醛反应合成甲酸钙，而且甲醛的价格非常昂贵，在碱性条件下容易聚合发生糖化作用，所以此方法并不具备有工业生产的价值。

　　人造岗石是以方解石、大理石、石灰石等为原料，以不饱和树脂为胶黏剂，配以适量的固化剂、稀释剂、促进剂等混合、搅拌、真空压制成型，经切割与打磨而成。人造岗石废渣是在切割、打磨过程中产生大量的废浆，经自然风干而成。由于人造岗石是由碳酸钙粉体和不饱和树脂经真空压制而成，不饱和树脂分子链中的不饱和双键与交联单体(通常为苯乙烯)的双键发生交联聚合反应，由线型长链分子形成三维立体网络结构，所以人造岗石中重质碳酸钙颗粒被三维立体网络状的不饱和树脂紧密包覆后固化，结构复杂，还没有低成本的方法进行对人造岗石废渣进行分离和资源化利用。企业采用的方法一般是简单填埋和露天堆放，不仅占用大量的土地，而且产生大量的挥发性有机物，给环境造成二次污染，也给企业的可持续发展带来了困扰，同时对资源也是巨大的浪费。因此，合理利用、处理这些废渣势在必行，也是从根本上解决环境污染，减少土地占用和安全隐患的唯一办法。

　　现有甲酸钙合成方面的研究都是基于以上的合成方法来制备，通过检索，尽管关于甲酸钙的合成专利不少，但还没有关于用人造岗石废渣为原料来合成甲酸钙的技术方案。

　　技术实现要素：

　　本发明的目的是针对现有技术的不足，而提出一种用人造岗石废渣合成甲酸钙的方法。人造岗石废渣中重质碳酸钙约占90-91％，不饱和树脂约占8-9％，铁系染料和其他助剂约占0.5％，利用人造岗石废渣中各组分的特点，通过加入甲酸与人造岗石废渣中的重质碳酸钙反应，可以把不饱和树脂和不溶于甲酸的其它固体杂质分离，在滤液中加入硫化物沉淀剂，将人造岗石废渣和铁系染料中的重金属离子进行沉淀分离，再在滤液中采用浓缩结晶的方式可合成甲酸钙。为能够更好对人造废渣资源化再利用，本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

　　一种用人造岗石废渣合成甲酸钙的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

　　(1)将人造岗石按照物料比1：5用蒸馏水稀释，加入一定量的50％的甲酸，在密封的玻璃仪器中加温到40～80℃并搅拌反应30～60分钟，过滤，滤液备用；

　　(2)将滤液用25％的石灰乳调节ph值为7～8，并在60℃保温1.5h，然后加入一定体积的硫化物沉淀剂，再次过滤，滤液浓缩结晶，在离心机中转动15min，过滤，干燥后可以得到甲酸钙。

　　所述的甲酸用量为12～15g/10g人造岗石废渣；

　　所述的硫化物沉淀剂用量为按照每5ml溶液加入1～3滴；硫化物沉淀剂主要由5g硫化钠、10ml水和30ml甘油混合组成。

　　本发明的有益效果为：

　　1.本发明所用原料为人造岗石废渣，为人造岗石企业还没有什么方法所能综合利用的废弃物；

　　2.制备甲酸钙工艺简单，适宜工业化生产；

　　3.本发明合成甲酸钙按照一定的晶形逐渐生长成型，呈八面体状。

　　具体实施方式

　　以下对本发明实施例做进一步详述：需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员本发明的技术方案得出的其它实施方式，同样属于本发明保护的范围。

　　实施例1

　　(1)将人造岗石按照物料比1：5用蒸馏水稀释，加入一定量的50％的甲酸，在密封的玻璃仪器中加温到80℃并搅拌反应30分钟，过滤，滤液备用；

　　(2)将滤液用25％的石灰乳调节ph值为7，并在60℃保温1.5h，然后加入一定体积的硫化物沉淀剂，再次过滤，滤液浓缩结晶，在离心机中转动15min，过滤，干燥后可以得到甲酸钙。所述的甲酸用量为13g/10g人造岗石废渣；所述的硫化物沉淀剂用量为按照每5ml溶液加入2滴；硫化物沉淀剂主要由5g硫化钠、10ml水和30ml甘油混合组成。

　　经计算人造岗石废渣利用率为87.20％，铁离子去除率为97.65％，甲酸钙的收率为92.16％。

　　实施例2

　　(1)将人造岗石按照物料比1：5用蒸馏水稀释，加入一定量的50％的甲酸，在密封的玻璃仪器中加温到80℃并搅拌反应30分钟，过滤，滤液备用；

　　(2)将滤液用25％的石灰乳调节ph值为7，并在60℃保温1.5h，然后加入一定体积的硫化物沉淀剂，再次过滤，滤液浓缩结晶，在离心机中转动15min，过滤，干燥后可以得到甲酸钙。所述的甲酸用量为15g/10g人造岗石废渣；所述的硫化物沉淀剂用量为按照每5ml溶液加入2滴；硫化物沉淀剂主要由5g硫化钠、10ml水和30ml甘油混合组成。

　　经计算人造岗石废渣利用率为88.70％，铁离子去除率为97.65％，甲酸钙的收率为92.55％。

　　实施例3

　　(1)将人造岗石按照物料比1：5用蒸馏水稀释，加入一定量的50％的甲酸，在密封的玻璃仪器中加温到60℃并搅拌反应40分钟，过滤，滤液备用；

　　(2)将滤液用25％的石灰乳调节ph值为8，并在60℃保温1.5h，然后加入一定体积的硫化物沉淀剂，再次过滤，滤液浓缩结晶，在离心机中转动15min，过滤，干燥后可以得到甲酸钙。所述的甲酸用量为13g/10g人造岗石废渣；所述的硫化物沉淀剂用量为按照每5ml溶液加入3滴；硫化物沉淀剂主要由5g硫化钠、10ml水和30ml甘油混合组成。

　　经计算人造岗石废渣利用率为92.9％，铁离子去除率为98.77％，甲酸钙的收率为93.80％。

　　实施例4

　　(1)将人造岗石按照物料比1：5用蒸馏水稀释，加入一定量的50％的甲酸，在密封的玻璃仪器中加温到50℃并搅拌反应50分钟，过滤，滤液备用；

　　(2)将滤液用25％的石灰乳调节ph值为8，并在60℃保温1.5h，然后加入一定体积的硫化物沉淀剂，再次过滤，滤液浓缩结晶，在离心机中转动15min，过滤，干燥后可以得到甲酸钙。所述的甲酸用量为13g/10g人造岗石废渣；所述的硫化物沉淀剂用量为按照每5ml溶液加入3滴；硫化物沉淀剂主要由5g硫化钠、10ml水和30ml甘油混合组成。

　　经计算人造岗石废渣利用率为94.7％，铁离子去除率为98.77％，甲酸钙的收率为94.20％。

　　对人造岗石废渣和实施例4合成的甲酸钙进行扫描电镜检测，图1为人造岗石废渣的扫描电镜图，图2为实施例4合成的甲酸钙扫描电镜图。图1可知人造岗石废渣在10000倍扫描电镜下呈现不规则的形状，表面较为光滑，有明显的团聚现象；从图2可知合成的甲酸钙晶体在20000倍扫描电镜下颗粒大小不一，晶体紧密连在一起，还有部分晶体生长的现象，平均粒径为1μm，晶体呈现八面体的形状，说明人造岗石废渣合成的甲酸钙按照一定的晶型逐渐生长。

　　对人造岗石废渣和实施例4合成的甲酸钙进行x衍射分析，图3为人造岗石废渣的xrd图谱，图4为实施例4合成的甲酸钙xrd图谱。从图3可知人造岗石废渣的xrd图谱，通过与标准碳酸钙图谱对比分析，在相对应的2θ处，大部分的衍射峰都与标准碳酸钙图谱相对应。通过查询资料可知，在2θ为29.36°、39.32°、47.46°时有对应的方解石(104)、(112)、(018)晶面。故可判断人造岗石废渣的组成主要为方解石型碳酸钙；图4为人造岗石废渣合成甲酸钙的xrd图谱，与标准甲酸钙图谱数据对比分析，在相对应的2θ处，标准甲酸钙图谱与合成甲酸钙的特殊峰基本重合，可知人造岗石废渣合成的产物为甲酸钙。

　　对人造岗石废渣和实施例4合成的甲酸钙进行红外检测，图5为人造岗石废渣的红外光谱，图6为实施例4合成的甲酸钙红外光谱。从图5可知，人造岗石废渣的特征吸收峰为712cm-1、875cm-1、1414cm-1，与标准碳酸钙的图谱相对应，故可判断人造岗石废渣的主要成分为碳酸钙；从图6可知，波数1068cm-1、1350cm-1、1388cm-1是由c-o键伸缩振动引起的；波数在1685cm-1时为c＝o的对称伸缩振动吸收带，1578cm-1为c＝o的反对称伸缩振动吸收带；波数为2870cm-1、2892cm-1时有吸收峰是由于c-h键伸缩振动引起的，以上的峰值都能与标准甲酸钙图谱相对应，故可判断合成的产物为甲酸钙。

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