论文摘要
资源与环境是当今最受关注的两大问题,也是工业发展所带来的问题。随着我国工农经济的快速发展,在加速自然资源消耗的同时,各种工业废弃物的排放量也急剧增长,由于得不到适当的处理,大量废弃物自然堆放,给生态环境造成了极大的危害。近年来由于资源的短缺,生产成本的升高及环保力度的加强,废弃物的资源化利用越来越为人们所重视。牙膏厂废水处理过程会产生大量的白色沉淀,由于其产量大、无机物含量高、呈高碱性,脱水困难等特点得不到有效的处理,而传统的处理方式已不能满足经济与环境的要求。由于该碱渣中含有大量的钙基物质,可作为钙质的原料。传统的轻质碳酸钙的制备一般以石灰石为原料,工艺过程能耗大,而且原料开采过程会对环境造成破坏。利用废水处理污泥制备轻质碳酸钙,提高了钙资源综合利用率的同时,消除了污泥堆放对环境的影响,降低了碳酸钙的生产成本,具有现实意义及经济效益。本文以牙膏厂废水处理污泥为原料,盐酸为钙提取剂,碳酸铵为碳化剂,采用复分解法制备出轻质碳酸钙。钙的浸取过程中,分别考察了浸出剂浓度、浸出时间、浸出温度,液固比、搅拌强度等因素对钙浸出率的影响,确定酸浸的最佳条件为：浸出剂浓度为0.4mol/L,浸出时间为30min,浸出温度为25"C,液固比为3.5：1,搅拌速率为300r/min,在此最佳浸出条件下,钙的浸出率为99.40%。对浸出液进行净化除杂,制得精制氯化钙溶液。对碱渣的酸浸过程进行动力学分析,结果表明碱渣的酸浸过程符合收缩未反应芯模型,受流体滞流膜扩散控制。以上述精制氯化钙溶液及碳酸铵为原料,复分解法制取轻质碳酸钙,通过正交试验法研究了碳酸化过程的最佳反应条件。结果表明：物料配比为1：1.1,碳化时间为45min,碳化温度为25℃,此条件下,碳酸钙的收率可达94.5%。对碳酸钙的合成过程进行了研究,柠檬酸为晶型控制剂、六偏磷酸钠为分散剂的条件下,考察了反应物浓度、反应温度、反应时间、添加剂用量、搅拌强度等对碳酸钙晶型及粒径的影响。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、和激光粒度分析仪等对合成产物进行分析表征。最佳工艺条件制得的轻质碳酸钙进行检测,结果表明所得产品达到工业轻质碳酸钙的行业标准（HG/T2226-2000）的要求。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 研究背景1.2 研究目的及意义1.3 研究的内容1.4 研究的创新点第二章 文献综述2.1 碱渣处理及其研究现状2.1.1 填海造地,筑坝堆存2.1.2 制碱渣砖2.1.3 制造水泥2.1.4 制碱渣土及填垫材料2.1.5 制沥青混合料填料2.1.6 制防水建筑涂料2.1.7 腻子及内外强的抹灰浆2.1.8 大气污染治理2.1.9 污水处理2.1.10 降解垃圾及作填埋场防渗材料2.1.11 制土壤改良剂或钙镁复肥2.1.12 作海水养殖池底和水质改良剂2.1.13 其他2.2 碳酸钙简介2.2.1 碳酸钙的性质及分类2.2.2 轻质碳酸钙的应用2.2.3 轻质碳酸钙的制备方法第三章 实验设计及研究方法3.1 实验原料3.2 主要试剂及仪器3.2.1 实验试剂3.2.2 实验仪器3.3 实验方法3.3.1 实验流程3.3.2 浸取实验3.3.3 净化实验3.3.4 碳酸化实验3.3.5 碳酸钙的合成研究实验3.4 分析与检测方法3.4.1 碱渣含水率的测定3.4.2 碱渣烧失量的测定3.4.3 钙含量的测定-EDTA滴定法3.4.4 X射线衍射（XRD）分析3.4.5 扫描电镜（SEM）3.4.6 激光粒度分析3.4.7 产物白度表征第四章 实验结果及分析4.1 钙的浸取4.1.1 反应温度对浸出率的影响4.1.2 反应时间对浸出率的影响4.1.3 液固比对浸出率的影响4.1.4 搅拌速率对浸出率的影响4.1.5 HCl浓度对浸出率的影响4.2 浸出液净化过程4.2.1 净化时间的影响4.2.2 沉淀剂用量的影响4.3 碳酸化过程4.3.1 单因素分析4.3.2 正交设计4.4 碳酸钙合成实验研究4.4.1 添加剂选择4.4.2 反应温度对碳酸钙晶型及粒径的影响4.4.3 反应物浓度对产物晶型及粒径的影响4.4.4 反应时间对产物晶型及晶粒尺寸的影响4.4.5 添加剂用量对产物晶型及粒径的影响4.4.6 搅拌强度对产物晶型及粒径的影响4.5 产物表征与分析4.5.1 产物的X射线衍射分析4.5.2 样品的SEM表征4.5.3 样品分析测试结果4.6 本章小结第五章 理论分析5.1 钙浸出过程5.1.1 热力学分析5.1.2 浸出动力学研究5.2 滤液净化过程5.3 碳酸钙合成研究5.3.1 碳酸钙的结晶机理5.3.2 碳酸钙的合成机理5.4 本章小结第六章 结论与展望6.1 结论6.2 展望致谢参考文献附录A 轻质碳酸钙的分析方法附录B 攻读硕士期间发表的论文及专利
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