CN108164412B - 一种草酸钙纳米片的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种草酸钙纳米片的制备方法。将硫酸钙反萃渣加入聚乙二醇溶液,在搅拌磨中搅拌磨细,再加入四氯化碳,搅拌后静置,将有机相转移走,再进行过滤、洗涤、高温煅烧,得到氧化钙纯水浆化得到氢氧化钙浆化料;将得到的氢氧化钙浆化料静置,然后在上清液的液面上缓慢加入有机萃取剂,在有机萃取剂液面上放置钛筛网,再缓慢的加入草酸‑乙醇溶液,然后放入恒温箱内;待草酸钙纳米片将筛孔完全封死后,将钛筛网取出,敲击钛筛网,将筛孔中的草酸钙纳米片敲击掉,然后加入酒精洗涤,再经过烘干和破碎,得到草酸钙纳米片。本发明工艺简单,成本低,得到的草酸钙纳米片,分散性好,纯度高,杂质含量低。
Description
技术领域
本发明涉及一种草酸钙纳米片的制备方法,属于纳米材料领域。
背景技术
在进行钴镍湿法冶金过程,一般采用P204进行除杂、P507进行钴镍分离,在进行P204除杂过程中,P204会萃取其中的钙,再采用硫酸进行反萃,其中的钙会变成硫酸钙沉淀下来,每隔一段时间进行清理,这部分硫酸钙往往会堆存起来,由于含有锌、锰、铜等重金属和油分,为危险废弃物,对其资源化利用,是减少危废的有效办法。
草酸钙(calciumoxalate),CaC2O4。分子量128.10。密度2.20。草酸钙,是一种白色晶体粉末。不溶于水、醋酸,溶于浓盐酸或浓硝酸。灼烧时转变成碳酸钙或氧化钙。草酸钙结构式由钙盐水溶液与草酸作用制得。用于陶瓷上釉、制草酸等,呈弱酸性。
纳米草酸钙的制备,一般采用钙盐与草酸或者草酸盐反应,或者采用有机钙盐在草酸溶液中水解反应,由于纳米草酸钙的特性,比表面积大,表面活性强,所以容易发生团聚,同时容易吸附阴离子或者其他阳离子,导致产品杂质含量高。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种草酸钙纳米片的制备方法,工艺简单,成本低,得到的草酸钙纳米片,分散性好,纯度高,杂质含量低,且实现了硫酸钙反萃渣的资源化利用。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题:
一种草酸钙纳米片的制备方法,其为以下步骤:
(1)预处理,将硫酸钙反萃渣加入聚乙二醇溶液,在搅拌磨中搅拌磨细1-2小时,再将磨细后的浆料加入四氯化碳,搅拌15-30min后静置30-40min,将有机相转移走,再进行过滤,采用80-90℃热纯水洗涤,再进行高温煅烧,煅烧温度为1200-1300℃,得到氧化钙,再将得到的氧化钙经过破碎后过150-200目筛,然后加纯水进行浆化得到氢氧化钙浆化料;
(2)将步骤(1)得到的氢氧化钙浆化料静置,待澄清出5-10cm的上清液,然后在上清液的液面上缓慢加入有机萃取剂,加入有机萃取剂的液面深度为10-20cm,然后静置5-10min,在有机萃取剂液面上放置钛筛网,再缓慢的加入草酸-乙醇溶液,加入完毕,静置5-10min,然后调整钛筛网的位置,使得钛筛网处于有机萃取剂与草酸-乙醇溶液界面上,然后放入恒温箱内;
(3)观察钛筛网上筛孔中草酸钙纳米片的生长情况,待草酸钙纳米片将筛孔完全封死后,将钛筛网取出,敲击钛筛网,将筛孔中的草酸钙纳米片敲击掉,然后加入酒精洗涤,再经过烘干和破碎,得到草酸钙纳米片,再将钛筛网放置到有机萃取剂与草酸-乙醇溶液界面上。
所述步骤(1)硫酸钙反萃渣与聚乙二醇的质量比为100:0.1-0.5,聚乙二醇为聚乙二醇4000或聚乙二醇6000,聚乙二醇溶液的浓度为0.1-0.5g/L,搅拌磨中磨球的直径为0.5-2cm,磨球为聚氨酯或者氧化锆材质,搅拌磨的搅拌转速为80-150r/min,磨细至浆料中硫酸钙粒径的0.5-1微米,加入的四氯化碳与浆料的体积比为1:5-10,四氯化碳与浆料混合搅拌的搅拌转速为250-350r/min,混合温度为50-60℃,洗涤时热纯水与硫酸钙渣的质量比为5-10:1,高温煅烧时间为3-5小时,煅烧得到的烟气加入水进行喷淋吸收,氧化钙在浆化时与纯水的质量比为1:5-10,浆化时间为30-60min,搅拌转速为100-200r/min。
所述步骤(1)中四氯化碳与浆料混合后静置得到的有机相,经过80-85℃蒸馏,将四氯化碳蒸馏出后冷凝回收其中的四氯化碳,残余的为P204萃取剂。
所述步骤(2)中氢氧化钙浆化料、有机萃取剂:草酸-乙醇溶液的体积比为5-10:10-20:5-10,所述萃取剂配比为体积分数为50-60%的有机磷酸萃取剂与体积分数为40-50%的四氯化碳溶液,所述有机萃取剂中设置有多层阻流网,阻流网之间的间距为1-2cm,阻流网的网孔孔径为50-100目,钛筛网的筛孔孔径为50-75目,钛筛网上设置有边框使得钛筛网处于平整状态,草酸-乙醇溶液中草酸的浓度为0.5-1mol/L,恒温箱内的温度为35-40℃。
所述步骤(3)草酸钙纳米片与洗涤用的酒精的质量比为1:5-10,洗涤后的酒精经过浓缩,将酒精蒸馏出经过冷凝回收其中的酒精,再返回洗涤草酸钙纳米片,浓缩后得到草酸浓度为0.5-1mol/L草酸-乙醇溶液返回步骤(2)使用。
氢氧化钙浆化料在反应过程至其中的固体完全溶解时,将其抽出,再添加新的氢氧化钙浆化料继续反应,草酸-乙醇溶液在反应过程中至草酸的浓度低于0.25mol/L时,补加草酸至草酸的浓度为0.5-1mol/L。
本发明采用界面反应,以有机萃取剂做为中间的桥梁,将下层的氢氧化钙浆化料中的钙离子从水相缓慢转移到有机相中,再在有机萃取剂与草酸-乙醇溶液的界面上与草酸接触得到草酸钙,由于为静态界面反应,可得到草酸钙纳米片,草酸钙纳米片依附在钛筛网上,当草酸钙纳米片将钛筛网筛孔封死后,则将有机萃取剂与草酸-乙醇溶液隔离开来,阻止了草酸钙的继续生长,从而使得反应仅仅发生在界面上,得到的草酸钙纳米片结果如下:
本发明采用硫酸钙反萃渣做为钙原料,经过预处理,可以得到纯度很高的钙源,为高纯度的草酸钙纳米片生产奠定基础,得到的氧化钙经过水浆化,得到氢氧化钙浆化料,氢氧化钙在水中有一定的溶解度,在整个反应过程中发生的化学反应如下:
Ca(OH)2+2(RO)2OPOH-----2(RO)2OPOCa+H2O; (1)
2(RO)2OPOCa+H2C2O4+2H2O----2(RO)2OPOH+Ca C2O4.2H2O (2)
在第一步反应中,氢氧化钙部分溶解到水中得到氢氧化钙溶液,然后在氢氧化钙溶液与有机萃取剂界面上发生反应,钙离子进入有机萃取剂中,而有机萃取剂中的氢离子进入氢氧化钙溶液中,以氢氧根反应得到水,则氢氧化钙溶液为不饱和溶液,未溶解的氢氧化钙固体继续溶解至氢氧化钙溶液为饱和溶液,从而不断的将固体氢氧化钙逐渐溶解,
在第二步反应中,含有钙离子的有机萃取剂与草酸-乙醇溶液在界面上接触,则钙离子与草酸根接触得到草酸钙纳米片,依附到钛筛网上,而草酸中的氢离子又进入到有机萃取剂中,如此循环。
本发明的有益效果是:
1.工艺简单,成本低,以硫酸钙反萃渣为高纯钙源,可以降低成本,同时实现硫酸钙反萃渣的资源化利用,同时通过界面一步反应得到纳米片,操作和工艺简单。
2.得到的草酸钙纳米片,分散性好,纯度高,杂质含量低,由于未界面反应,通过有机萃取剂的搭桥,将钙离子缓慢的由氢氧化钙中转移到草酸钙中,通过调节有机萃取剂的页面厚度,可以控制反应速度和纳米片的厚度,实现厚度可控,同时分散性好,纯度高,杂质含量低。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明进行详细说明,本实施例的一种草酸钙纳米片的制备方法,其为以下步骤:
(1)预处理,将硫酸钙反萃渣加入聚乙二醇溶液,在搅拌磨中搅拌磨细1-2小时,再将磨细后的浆料加入四氯化碳,搅拌15-30min后静置30-40min,将有机相转移走,再进行过滤,采用80-90℃热纯水洗涤,再进行高温煅烧,煅烧温度为1200-1300℃,得到氧化钙,再将得到的氧化钙经过破碎后过150-200目筛,然后加纯水进行浆化得到氢氧化钙浆化料;
(2)将步骤(1)得到的氢氧化钙浆化料静置,待澄清出5-10cm的上清液,然后在上清液的液面上缓慢加入有机萃取剂,加入有机萃取剂的液面深度为10-20cm,然后静置5-10min,在有机萃取剂液面上放置钛筛网,再缓慢的加入草酸-乙醇溶液,加入完毕,静置5-10min,然后调整钛筛网的位置,使得钛筛网处于有机萃取剂与草酸-乙醇溶液界面上,然后放入恒温箱内;
(3)观察钛筛网上筛孔中草酸钙纳米片的生长情况,待草酸钙纳米片将筛孔完全封死后,将钛筛网取出,敲击钛筛网,将筛孔中的草酸钙纳米片敲击掉,然后加入酒精洗涤,再经过烘干和破碎,得到草酸钙纳米片,再将钛筛网放置到有机萃取剂与草酸-乙醇溶液界面上。
所述步骤(1)硫酸钙反萃渣与聚乙二醇的质量比为100:0.1-0.5,聚乙二醇为聚乙二醇4000或聚乙二醇6000,聚乙二醇溶液的浓度为0.1-0.5g/L,搅拌磨中磨球的直径为0.5-2cm,磨球为聚氨酯或者氧化锆材质,搅拌磨的搅拌转速为80-150r/min,磨细至浆料中硫酸钙粒径的0.5-1微米,加入的四氯化碳与浆料的体积比为1:5-10,四氯化碳与浆料混合搅拌的搅拌转速为250-350r/min,混合温度为50-60℃,洗涤时热纯水与硫酸钙渣的质量比为5-10:1,高温煅烧时间为3-5小时,煅烧得到的烟气加入水进行喷淋吸收,氧化钙在浆化时与纯水的质量比为1:5-10,浆化时间为30-60min,搅拌转速为100-200r/min。
所述步骤(1)中四氯化碳与浆料混合后静置得到的有机相,经过80-85℃蒸馏,将四氯化碳蒸馏出后冷凝回收其中的四氯化碳,残余的为P204萃取剂。
所述步骤(2)中氢氧化钙浆化料、有机萃取剂:草酸-乙醇溶液的体积比为5-10:10-20:5-10,所述萃取剂配比为体积分数为50-60%的有机磷酸萃取剂与体积分数为40-50%的四氯化碳溶液,所述有机萃取剂中设置有多层阻流网,阻流网之间的间距为1-2cm,阻流网的网孔孔径为50-100目,钛筛网的筛孔孔径为50-75目,钛筛网上设置有边框使得钛筛网处于平整状态,草酸-乙醇溶液中草酸的浓度为0.5-1mol/L,恒温箱内的温度为35-40℃。
所述步骤(3)草酸钙纳米片与洗涤用的酒精的质量比为1:5-10,洗涤后的酒精经过浓缩,将酒精蒸馏出经过冷凝回收其中的酒精,再返回洗涤草酸钙纳米片,浓缩后得到草酸浓度为0.5-1mol/L草酸-乙醇溶液返回步骤(2)使用。
氢氧化钙浆化料在反应过程至其中的固体完全溶解时,将其抽出,再添加新的氢氧化钙浆化料继续反应,草酸-乙醇溶液在反应过程中至草酸的浓度低于0.25mol/L时,补加草酸至草酸的浓度为0.5-1mol/L。
实施例1
一种草酸钙纳米片的制备方法,其为以下步骤:
一种草酸钙纳米片的制备方法,其为以下步骤:
(1)预处理,将硫酸钙反萃渣加入聚乙二醇溶液,在搅拌磨中搅拌磨细1.5小时,再将磨细后的浆料加入四氯化碳,搅拌19min后静置35min,将有机相转移走,再进行过滤,采用85℃热纯水洗涤,再进行高温煅烧,煅烧温度为1258℃,得到氧化钙,再将得到的氧化钙经过破碎后过175目筛,然后加纯水进行浆化得到氢氧化钙浆化料;
(2)将步骤(1)得到的氢氧化钙浆化料静置,待澄清出6cm的上清液,然后在上清液的液面上缓慢加入有机萃取剂,加入有机萃取剂的液面深度为15cm,然后静置8min,在有机萃取剂液面上放置钛筛网,再缓慢的加入草酸-乙醇溶液,加入完毕,静置9min,然后调整钛筛网的位置,使得钛筛网处于有机萃取剂与草酸-乙醇溶液界面上,然后放入恒温箱内;
(3)观察钛筛网上筛孔中草酸钙纳米片的生长情况,待草酸钙纳米片将筛孔完全封死后,将钛筛网取出,敲击钛筛网,将筛孔中的草酸钙纳米片敲击掉,然后加入酒精洗涤,再经过烘干和破碎,得到草酸钙纳米片,再将钛筛网放置到有机萃取剂与草酸-乙醇溶液界面上。
所述步骤(1)硫酸钙反萃渣与聚乙二醇的质量比为100:0.4,聚乙二醇为聚乙二醇4000,聚乙二醇溶液的浓度为0.4g/L,搅拌磨中磨球的直径为0.75cm,磨球为聚氨酯材质,搅拌磨的搅拌转速为125r/min,磨细至浆料中硫酸钙粒径的0.8微米,加入的四氯化碳与浆料的体积比为1:8,四氯化碳与浆料混合搅拌的搅拌转速为295r/min,混合温度为55℃,洗涤时热纯水与硫酸钙渣的质量比为8:1,高温煅烧时间为4.5小时,煅烧得到的烟气加入水进行喷淋吸收,氧化钙在浆化时与纯水的质量比为1:8.5,浆化时间为50min,搅拌转速为150r/min。
所述步骤(1)中四氯化碳与浆料混合后静置得到的有机相,经过83℃蒸馏,将四氯化碳蒸馏出后冷凝回收其中的四氯化碳,残余的为P204萃取剂。
所述步骤(2)中氢氧化钙浆化料、有机萃取剂:草酸-乙醇溶液的体积比为8:15:6,所述萃取剂配比为体积分数为55%的有机磷酸萃取剂与体积分数为45%的四氯化碳溶液,所述有机萃取剂中设置有多层阻流网,阻流网之间的间距为1.5cm,阻流网的网孔孔径为75目,钛筛网的筛孔孔径为50目,钛筛网上设置有边框使得钛筛网处于平整状态,草酸-乙醇溶液中草酸的浓度为0.8mol/L,恒温箱内的温度为38℃。
所述步骤(3)草酸钙纳米片与洗涤用的酒精的质量比为1:8,洗涤后的酒精经过浓缩,将酒精蒸馏出经过冷凝回收其中的酒精,再返回洗涤草酸钙纳米片,浓缩后得到草酸浓度为0.8mol/L草酸-乙醇溶液返回步骤(2)使用。
氢氧化钙浆化料在反应过程至其中的固体完全溶解时,将其抽出,再添加新的氢氧化钙浆化料继续反应,草酸-乙醇溶液在反应过程中至草酸的浓度低于0.25mol/L时,补加草酸至草酸的浓度为0.8mol/L。
得到的草酸钙纳米片结果如下:
指标 | 主含量 | 纳米片厚度 | D10 | D50 | D90 |
数值 | 99.92% | 7nm | 55nm | 175nm | 315nm |
D100 | Fe | Mg | Na | Ni | Co |
480nm | 0.8ppm | 1.5ppm | 1.9ppm | 0.6ppm | 0.4ppm |
Mn | Zn | Cu | Ti | Al | Si |
1.3ppm | 0.7ppm | 0.4ppm | 0.2ppm | 0.7ppm | 0.41ppm |
振实密度 | 硫酸根 | 氯离子 | BET | 一次粒径 | P |
1.1g/mL | 2.5ppm | 0.7ppm | 70m<sup>2</sup>/g | 12nm | 1.5ppm |
pH | 碳酸根 | 氢氧根 | 形貌 | ||
6.5 | 未检出 | 未检出 | 片状结构 |
实施例2
一种草酸钙纳米片的制备方法,其为以下步骤:
(1)预处理,将硫酸钙反萃渣加入聚乙二醇溶液,在搅拌磨中搅拌磨细1.3小时,再将磨细后的浆料加入四氯化碳,搅拌19min后静置38min,将有机相转移走,再进行过滤,采用87℃热纯水洗涤,再进行高温煅烧,煅烧温度为1285℃,得到氧化钙,再将得到的氧化钙经过破碎后过175目筛,然后加纯水进行浆化得到氢氧化钙浆化料;
(2)将步骤(1)得到的氢氧化钙浆化料静置,待澄清出8cm的上清液,然后在上清液的液面上缓慢加入有机萃取剂,加入有机萃取剂的液面深度为15cm,然后静置7min,在有机萃取剂液面上放置钛筛网,再缓慢的加入草酸-乙醇溶液,加入完毕,静置8min,然后调整钛筛网的位置,使得钛筛网处于有机萃取剂与草酸-乙醇溶液界面上,然后放入恒温箱内;
(3)观察钛筛网上筛孔中草酸钙纳米片的生长情况,待草酸钙纳米片将筛孔完全封死后,将钛筛网取出,敲击钛筛网,将筛孔中的草酸钙纳米片敲击掉,然后加入酒精洗涤,再经过烘干和破碎,得到草酸钙纳米片,再将钛筛网放置到有机萃取剂与草酸-乙醇溶液界面上。
所述步骤(1)硫酸钙反萃渣与聚乙二醇的质量比为100:0.4,聚乙二醇为聚乙二醇4000,聚乙二醇溶液的浓度为0.4g/L,搅拌磨中磨球的直径为0.75cm,磨球为聚氨酯材质,搅拌磨的搅拌转速为125r/min,磨细至浆料中硫酸钙粒径的0.8微米,加入的四氯化碳与浆料的体积比为1:8,四氯化碳与浆料混合搅拌的搅拌转速为295r/min,混合温度为55℃,洗涤时热纯水与硫酸钙渣的质量比为8:1,高温煅烧时间为4.5小时,煅烧得到的烟气加入水进行喷淋吸收,氧化钙在浆化时与纯水的质量比为1:8.5,浆化时间为50min,搅拌转速为150r/min。
所述步骤(1)中四氯化碳与浆料混合后静置得到的有机相,经过83℃蒸馏,将四氯化碳蒸馏出后冷凝回收其中的四氯化碳,残余的为P204萃取剂。
所述步骤(2)中氢氧化钙浆化料、有机萃取剂:草酸-乙醇溶液的体积比为10:15:6,所述萃取剂配比为体积分数为55%的有机磷酸萃取剂与体积分数为45%的四氯化碳溶液,所述有机萃取剂中设置有多层阻流网,阻流网之间的间距为1.5cm,阻流网的网孔孔径为75目,钛筛网的筛孔孔径为50目,钛筛网上设置有边框使得钛筛网处于平整状态,草酸-乙醇溶液中草酸的浓度为0.8mol/L,恒温箱内的温度为38℃。
所述步骤(3)草酸钙纳米片与洗涤用的酒精的质量比为1:8,洗涤后的酒精经过浓缩,将酒精蒸馏出经过冷凝回收其中的酒精,再返回洗涤草酸钙纳米片,浓缩后得到草酸浓度为0.8mol/L草酸-乙醇溶液返回步骤(2)使用。
氢氧化钙浆化料在反应过程至其中的固体完全溶解时,将其抽出,再添加新的氢氧化钙浆化料继续反应,草酸-乙醇溶液在反应过程中至草酸的浓度低于0.25mol/L时,补加草酸至草酸的浓度为0.8mol/L。
得到的草酸钙纳米片结果如下:
实施例3
一种草酸钙纳米片的制备方法,其为以下步骤:
(1)预处理,将硫酸钙反萃渣加入聚乙二醇溶液,在搅拌磨中搅拌磨细1.8小时,再将磨细后的浆料加入四氯化碳,搅拌18min后静置39min,将有机相转移走,再进行过滤,采用84℃热纯水洗涤,再进行高温煅烧,煅烧温度为1285℃,得到氧化钙,再将得到的氧化钙经过破碎后过195目筛,然后加纯水进行浆化得到氢氧化钙浆化料;
(2)将步骤(1)得到的氢氧化钙浆化料静置,待澄清出8cm的上清液,然后在上清液的液面上缓慢加入有机萃取剂,加入有机萃取剂的液面深度为19cm,然后静置9min,在有机萃取剂液面上放置钛筛网,再缓慢的加入草酸-乙醇溶液,加入完毕,静置9min,然后调整钛筛网的位置,使得钛筛网处于有机萃取剂与草酸-乙醇溶液界面上,然后放入恒温箱内;
(3)观察钛筛网上筛孔中草酸钙纳米片的生长情况,待草酸钙纳米片将筛孔完全封死后,将钛筛网取出,敲击钛筛网,将筛孔中的草酸钙纳米片敲击掉,然后加入酒精洗涤,再经过烘干和破碎,得到草酸钙纳米片,再将钛筛网放置到有机萃取剂与草酸-乙醇溶液界面上。
所述步骤(1)硫酸钙反萃渣与聚乙二醇的质量比为100:0.4,聚乙二醇为聚乙二醇6000,聚乙二醇溶液的浓度为0.45g/L,搅拌磨中磨球的直径为1.2cm,磨球为氧化锆材质,搅拌磨的搅拌转速为90r/min,磨细至浆料中硫酸钙粒径的0.56微米,加入的四氯化碳与浆料的体积比为1:8,四氯化碳与浆料混合搅拌的搅拌转速为290r/min,混合温度为53℃,洗涤时热纯水与硫酸钙渣的质量比为8:1,高温煅烧时间为4.5小时,煅烧得到的烟气加入水进行喷淋吸收,氧化钙在浆化时与纯水的质量比为1:8,浆化时间为45min,搅拌转速为185r/min。
所述步骤(1)中四氯化碳与浆料混合后静置得到的有机相,经过83℃蒸馏,将四氯化碳蒸馏出后冷凝回收其中的四氯化碳,残余的为P204萃取剂。
所述步骤(2)中氢氧化钙浆化料、有机萃取剂:草酸-乙醇溶液的体积比为10:19:9,所述萃取剂配比为体积分数为50%的有机磷酸萃取剂与体积分数为50%的四氯化碳溶液,所述有机萃取剂中设置有多层阻流网,阻流网之间的间距为1.5cm,阻流网的网孔孔径为75目,钛筛网的筛孔孔径为50目,钛筛网上设置有边框使得钛筛网处于平整状态,草酸-乙醇溶液中草酸的浓度为0.7mol/L,恒温箱内的温度为39℃。
所述步骤(3)草酸钙纳米片与洗涤用的酒精的质量比为1:9,洗涤后的酒精经过浓缩,将酒精蒸馏出经过冷凝回收其中的酒精,再返回洗涤草酸钙纳米片,浓缩后得到草酸浓度为0.7mol/L草酸-乙醇溶液返回步骤(2)使用。
氢氧化钙浆化料在反应过程至其中的固体完全溶解时,将其抽出,再添加新的氢氧化钙浆化料继续反应,草酸-乙醇溶液在反应过程中至草酸的浓度低于0.25mol/L时,补加草酸至草酸的浓度为0.7mol/L。
得到的草酸钙纳米片结果如下:
指标 | 主含量 | 纳米片厚度 | D10 | D50 | D90 |
数值 | 99.96% | 8nm | 55nm | 185nm | 380nm |
D100 | Fe | Mg | Na | Ni | Co |
580nm | 0.6ppm | 1.5ppm | 2.8ppm | 0.8ppm | 0.4ppm |
Mn | Zn | Cu | Ti | Al | Si |
1.7ppm | 0.8ppm | 0.2ppm | 0.2ppm | 0.8ppm | 0.4ppm |
振实密度 | 硫酸根 | 氯离子 | BET | 一次粒径 | P |
1.18g/mL | 2.5ppm | 0.7ppm | 63m<sup>2</sup>/g | 14nm | 1.5ppm |
pH | 碳酸根 | 氢氧根 | 形貌 | ||
6.8 | 未检出 | 未检出 | 片状结构 |
实施例4
其他条件不变,仅将有机萃取剂的液面深度调整为12cm,则最终草酸钙纳米片的纳米片厚度为5.9nm,且草酸钙纳米片将筛孔完全封死的时间比实施例3相比缩短了25%。
实施例5
其他条件不变,仅将草酸-乙醇溶液中草酸浓度调整为0.95mol/L,则最终草酸钙纳米片的一次粒径为12nm,且草酸钙纳米片将筛孔完全封死的时间比实施例3相比缩短了15%。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种草酸钙纳米片的制备方法,其特征在于,为以下步骤:
(1)预处理,将硫酸钙反萃渣加入聚乙二醇溶液,在搅拌磨中搅拌磨细1-2小时,再将磨细后的浆料加入四氯化碳,搅拌15-30min后静置30-40min,将有机相转移走,再进行过滤,采用80-90℃热纯水洗涤,再进行高温煅烧,煅烧温度为1200-1300℃,得到氧化钙,再将得到的氧化钙经过破碎后过150-200目筛,然后加纯水进行浆化得到氢氧化钙浆化料,硫酸钙反萃渣与聚乙二醇的质量比为100:0.1-0.5,聚乙二醇为聚乙二醇4000或聚乙二醇6000,聚乙二醇溶液的浓度为0.1-0.5g/L,搅拌磨中磨球的直径为0.5-2cm,磨球为聚氨酯或者氧化锆材质,搅拌磨的搅拌转速为80-150r/min,磨细至浆料中硫酸钙粒径的0.5-1微米,加入的四氯化碳与浆料的体积比为1:5-10,四氯化碳与浆料混合搅拌的搅拌转速为250-350r/min,混合温度为50-60℃,洗涤时热纯水与硫酸钙渣的质量比为5-10:1,高温煅烧时间为3-5小时,煅烧得到的烟气加入水进行喷淋吸收,氧化钙在浆化时与纯水的质量比为1:5-10,浆化时间为30-60min,搅拌转速为100-200r/min;
(2)将步骤(1)得到的氢氧化钙浆化料静置,待澄清出5-10cm的上清液,然后在上清液的液面上缓慢加入有机萃取剂,加入有机萃取剂的液面深度为10-20cm,然后静置5-10min,在有机萃取剂液面上放置钛筛网,再缓慢的加入草酸-乙醇溶液,加入完毕,静置5-10min,然后调整钛筛网的位置,使得钛筛网处于有机萃取剂与草酸-乙醇溶液界面上,然后放入恒温箱内,氢氧化钙浆化料、有机萃取剂:草酸-乙醇溶液的体积比为5-10:10-20:5-10,所述萃取剂配比为体积分数为50-60%的有机磷酸萃取剂与体积分数为40-50%的四氯化碳溶液,所述有机萃取剂中设置有多层阻流网,阻流网之间的间距为1-2cm,阻流网的网孔孔径为50-100目,钛筛网的筛孔孔径为50-75目,钛筛网上设置有边框使得钛筛网处于平整状态,草酸-乙醇溶液中草酸的浓度为0.5-1mol/L,恒温箱内的温度为35-40℃;
(3)观察钛筛网上筛孔中草酸钙纳米片的生长情况,待草酸钙纳米片将筛孔完全封死后,将钛筛网取出,敲击钛筛网,将筛孔中的草酸钙纳米片敲击掉,然后加入酒精洗涤,再经过烘干和破碎,得到草酸钙纳米片,再将钛筛网放置到有机萃取剂与草酸-乙醇溶液界面上。
2.根据权利要求1所述的一种草酸钙纳米片的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中四氯化碳与浆料混合后静置得到的有机相,经过80-85℃蒸馏,将四氯化碳蒸馏出后冷凝回收其中的四氯化碳,残余的为P204萃取剂。
3.根据权利要求1所述的一种草酸钙纳米片的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)草酸钙纳米片与洗涤用的酒精的质量比为1:5-10,洗涤后的酒精经过浓缩,将酒精蒸馏出经过冷凝回收其中的酒精,再返回洗涤草酸钙纳米片,浓缩后得到草酸浓度为0.5-1mol/L草酸-乙醇溶液返回步骤(2)使用。
4.根据权利要求1所述的一种草酸钙纳米片的制备方法,其特征在于:氢氧化钙浆化料在反应过程至其中的固体完全溶解时,将其抽出,再添加新的氢氧化钙浆化料继续反应,草酸-乙醇溶液在反应过程中至草酸的浓度低于0.25mol/L时,补加草酸至草酸的浓度为0.5-1mol/L。
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