中國粉體網訊 固體廢棄物（簡稱固廢、廢渣）按其組成可分為有機廢棄物和無機廢棄物，中國的無機廢渣按照其化學組成和加工特點，可分為硅鈣型、硅鋁型、石膏型、鈣鎂型和復合型等幾大類。對廢渣進行綜合處理，使之實現無害化、減量化、資源化，是廣大科技工作者的目標。
1、工業固廢制備碳酸鈣
常見的鈣鎂型廢渣及其分類一般來說，鈣鎂型廢渣是指廢渣中鈣化合物或鎂化合物含量居各組分之首，或者鈣化合物和鎂化合物含量之和占廢渣（干基）總量的50%以上的工業廢渣。常見的鈣鎂型廢渣有電石渣、堿渣、磷尾礦、石灰乳皂化廢渣等。
與天然礦物相比，工業固廢雜質含量相對較高，為了制備高純度的微細碳酸鈣產品，通常采用間接礦化的方式先利用浸取劑將固廢中鈣組分有效分離和提純，通過均相或者非均相反應的方式合成滿足要求的微細碳酸鈣產品。
高鈣基工業固體廢物的化學組分分析
2、不同類型工業廢渣分離技術
（1）Ca(OH)2型廢渣兩步分離原理
以電石渣為例，由于電石生產中對原料生石灰中鎂的含量有嚴格限制規定[w（MgO）≤1.6%]，因此，電石渣中Ca(OH)2含量很高，而鎂含量通常很低，可視為典型的Ca(OH)2型廢渣。由于Ca(OH)2化學性質活潑，顯強堿性，只需進行銨鹽浸取反應、CO2碳化反應、過濾分離等步驟就可將絕大部分Ca(OH)2從廢渣中分離出來，剩余的殘渣再經過簡單的CO2碳化反應即可實現中和，最終將得到輕質碳酸鈣產品和不溶性的中性殘渣。
（2）CaCO3型廢渣三步法分離原理
CaCO3性質相對不活潑，通常只有兩種辦法將CaCO3從廢渣中分離出來，一種是用鹽酸等強酸與之反應，生成CaCl2等可溶性鹽的形式與其他不溶性雜質分離開來；另一種方法采用高溫煅燒方式，使CaCO3分解為CaO和CO2，從而實現與其他組分分離。
（3）高鎂CaCO3型廢渣五步法分離原理
如果在CaCO3型廢渣中含有大量鎂化合物，如MgCO3和Mg(OH)2，由于鎂化合物價格高，回收價值大，很有必要將鎂元素加以分離回收。需要采用煅燒分解、消化浸取、碳化反應Ⅰ、碳化反應Ⅱ、氨化反應等五步法反應，再輔之多次過濾、分離、干燥等單元操作才能實現分離，并得到PCC、Mg(OH)2（或MgCO3）兩種新型粉體產品以及不溶性中性殘渣。
（4）高鎂Ca(OH)2型廢渣四步法分離原理
高鎂Ca(OH)2型廢渣中含有大量Ca(OH)2，同時也含有大量Mg(OH)2，如環氧氯丙烷皂化廢渣、高鎂堿渣等。需要采用消化浸取、兩步碳化反應、氨化反應等四步反應法實現分離，同時得到PCC和Mg(OH)2（或MgCO3）兩個產品及少量不溶性中性殘渣。其反應原理與高鎂CaCO3型廢渣反應原理的后四步基本相同，只是在消化浸取反應中沒有氧化鎂的消化反應。
（5）高鎂CaCO3型廢渣
磷尾礦粉經煅燒反應、消化浸取反應、浸取液碳化反應Ⅰ、浸渣碳化反應Ⅱ、碳化反應Ⅱ的濾液氨化反應等5步反應，經過多次過濾分離、干燥磨粉等物理單元操作之后，可分別得到食品級PCC、Mg(OH)2和磷精礦等3個產品。磷尾礦中大量的CaCO3和MgCO3分離出來后，分別成為了食品級碳酸鈣、Mg(OH)2產品，殘渣是P2O5質量分數達到30%以上的磷精礦，整個分離過程得到了3個附加值較高的產品，使磷尾礦得到了充分綜合利用。
對鈣鎂型廢渣進行充分綜合利用對節省碳酸鈣和白云石礦山的開采非常有意義，這是兼具環境效益、社會效益和經濟效益的循環經濟項目，值得關注、重視與推廣。2024年4月10日~11日，第三屆全國碳酸鈣產業高值化發展交流大會將在江西·吉安舉行，屆時湖南化工職業技術大學顏鑫教授將在大會上作《鈣鎂廢渣生產綠色納米碳酸鈣新技術》主題報告，分享以電石渣、堿渣等鈣鎂型廢渣為原料生產綠色輕質（納米）碳酸鈣的新工藝，為大家講解不同技術路線，為擁有不同固廢資源的企業提供有針對性的降本增效方案。
專家介紹
顏鑫，男，湖南省婁底市人，中共黨員，工學碩士，2008年晉升教授、2012年晉升三級教授。現為國際粉體檢測與控制聯合會專家、中國無機鹽工業協會碳酸鈣行業專家、《無機鹽工業》編委、出版《輕質系列碳酸鈣關鍵技術》等專著5部，發表論文90余篇。
對電石渣、堿渣等鈣鎂型廢渣為原料生產綠色輕質（納米）碳酸鈣生產技術進行了系統性研究，取得了獨具特色的成果。現為廣東、湖南、江蘇、河北、四川、江西、廣西等七省科技廳專家庫成員，廣東省科技特派員，江西華明納米等多家公司技術顧問。
參考文獻：
顏鑫，等：含鈣鎂廢渣綜合利用的現狀及展望，湖南化工職業技術學院
李文秀，等：二氧化碳礦化高鈣基固廢制備微細碳酸鈣研究進展，浙江大學
(中國粉體網編輯整理/昧光)
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