CN112680031A - 一种利用废弃贝壳制成新型环保无毒无尘的高质量“海贝”粉笔的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用废弃贝壳制成新型环保无毒无尘的高质量“海贝”粉笔的制备方法，包括以下部分：第一步将清水清洗废弃的贝壳与双氧水中漂白接着在100℃的环境下烘干，第二步将第一步烘干后的贝壳用机械搅拌粉碎器把贝壳粉碎成200目至300目，在900℃至950℃下进行煅烧130分钟至150分钟，得到氧化钙粉，第三步在第二步的基础上，按照合适的速率通入二氧化碳气体，继续加热，反应得到纯度较高的碳酸钙粉末，第四步将丙三醇与水按1:60的比例加热调制成乳白色溶液，利用贝壳粉的疏松多孔的结构特性，与聚乙烯醇进行一定比例充分混合，可使得师生在使用粉笔时，减少粉笔产生粉尘对皮肤和呼吸道造成严重的伤害，极大的提高该“海贝”粉笔的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及“海贝”粉材料的制备及“海贝”粉笔制作工艺技术领域，具体为一种利用废弃贝壳制成新型环保无毒无尘的高质量“海贝”粉笔的制备方法。
背景技术
我国北部湾地区现在有大量的废弃贝壳，堆积成山，不仅占用土地资源，同时还污染环境，况且我国,海域辽阔，湖泊众多贝类资源十分丰富，如扇贝、带子螺、生蚝、蛤蜊等，随着海洋贝类养殖业的发展飞速近年来年产量已达千万吨，贝类养殖业的发展除了向人们提供鲜美的海鲜肉食外，也为人们留下大量的废弃物--贝壳，废弃的贝壳对沿海地区的生态环境造成了严重破坏，同时对人们的生活影响较大，因此，对废弃贝壳的合理运用迫不及待，我们利用废弃的贝壳研制成一种新型环保无毒无尘的高质量教学粉笔，以此为中国沿海地区的贝壳类废弃物质提供一种处理的方式；
目前，国内外使用的粉笔主要有普通粉笔和无尘粉笔两种，其次部分国家地区的学校用的是水溶性粉笔和白板笔，水溶性粉笔和白板笔价格昂贵，普通市面上粉笔的主要成分是碳酸钙、硫酸钙，同时加入一些复杂的化学试剂，也会含有少量金属元素铁、铅，锰、镉等，人体长期接触使用，会对皮肤造成伤害，现在市面上的无尘粉笔，只不过是在原始分币种加入油脂物质做粘合剂，再加入比重较大的原料，使粉笔尘不易飞散，但在实际应用中并不明显，在擦拭过程中还是会有大量的粉尘悬浮在空气中，对师生的呼吸系统造成严重伤害，我们利用贝壳粉的疏松多孔的结构特性，与聚乙烯醇进行一定比例充分混合，研制出新型环保无毒无尘的高质量“海贝”粉笔，即呵护师生的身体健康，同时又能解决废弃贝壳对沿海地区的生态环境的破坏问题。
所以我们提出了一种利用废弃贝壳制成新型环保无毒无尘的高质量“海贝”粉笔的制备方法，以便于解决上述中提出的传统的粉笔在长期使用过程中会对皮肤造成损害，并且粉笔使用时粉尘悬浮在空气中，对师生的呼吸系统造成严重伤害的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用废弃贝壳制成新型环保无毒无尘的高质量“海贝”粉笔的制备方法，以解决上述背景技术提出的目前市场上的粉笔在长期使用过程中会对皮肤造成损害，并且粉笔使用时粉尘悬浮在空气中，对师生的呼吸系统造成严重伤害的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用废弃贝壳制成新型环保无毒无尘的高质量“海贝”粉笔的制备方法，包括以下部分：第一步将清水清洗废弃的贝壳与双氧水中漂白接着在100℃的环境下烘干，第二步将第一步烘干后的贝壳用机械搅拌粉碎器把贝壳粉碎成200目至300目，在900℃至950℃下进行煅烧130分钟至150分钟，得到氧化钙粉，第三步在第二步的基础上，按照合适的速率通入二氧化碳气体，继续加热，反应得到纯度较高的碳酸钙粉末，第四步将丙三醇与水按1:60的比例加热调制成乳白色溶液，然后停止加热，即可得到水溶性粘结剂，第五步将第三步中得到的碳酸钙粉末与第四步中的水溶性粘结剂按照4:1的比例进行混合，加入一定量的高岭土，脱模烘干后得到“海贝”粉笔。
优选的，所述第一步中需要将清水清洗废弃的贝壳与双氧水中漂白接着在100℃的环境下烘干。
优选的，所述第二步将第一步烘干后的贝壳用机械搅拌粉碎器把贝壳粉碎成200目至300目，经过反复研究发现最合适的颗粒大小为250目，在900℃至950℃下进行煅烧130分钟至150分钟，得到氧化钙粉，然后通过反复计算和实验的方法得废弃贝壳煅烧的最佳温度为950℃、最佳时间为135分钟。
优选的，所述第三步中通入二氧化碳时速率为8毫升每小时，煅烧温度为950℃。
优选的，所述第四步中水溶性粘结剂中丙三醇与水比例为1:60。
优选的，所述第四步中加热标准为当熬制成乳白色溶液时，然后立即停止加热。
优选的，所述第三步中的碳酸钙粉末与第四步中的水溶性粘结剂混合的比例为：4:1。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该利用废弃贝壳制成新型环保无毒无尘的高质量“海贝”粉笔的制备方法，使用的贝壳作为粉笔的制作原材料，废气贝壳在我国北部湾地区堆积如山，不仅占用土地资源，同时还污染环境，因此使用贝壳作为原材料，可为我国沿海地区的贝壳类废弃物质提供一种处理的方式，同时经研究发现，贝壳的形成是一种生物矿化过程，即以少量有机大分子为模板进行分子操作，高度有序地组合形成有机材料的过程，研究表明，贝壳主要由无机相和有机相组成，无机相是约95%～99.9%的方解石，相同室温条件下，方解石是三种晶型中最稳定的形态，文石相对稳定，球霰石则最不稳定，有机相由约0.1%～5%的有机质组成，因而使用贝壳作为粉笔制作的原材料，利用贝壳粉的疏松多孔的结构特性，与聚乙烯醇进行一定比例充分混合，可使得师生在使用粉笔时，减少粉笔产生粉尘对皮肤和呼吸道造成严重的伤害，极大的提高该“海贝”粉笔的实用性。
附图说明
图1为本发明贝壳粉扫描电镜分析示意图；
图2为本发明贝壳粉热重分析示意图；
图3为本发明“海贝”粉笔XRD分析图；
图4为本发明“海贝”粉笔生产加工流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种利用废弃贝壳制成新型环保无毒无尘的高质量“海贝”粉笔的制备方法，包括以下部分：第一步将清水清洗废弃的贝壳与双氧水中漂白接着在100℃的环境下烘干，第二步将第一步烘干后的贝壳用机械搅拌粉碎器把贝壳粉碎成200目至300目，在900℃至950℃下进行煅烧130分钟至150分钟，得到氧化钙粉，第三步在第二步的基础上，按照合适的速率通入二氧化碳气体，继续加热，反应得到纯度较高的碳酸钙粉末，第四步将丙三醇与水按1:60的比例加热调制成乳白色溶液，然后停止加热，即可得到水溶性粘结剂，第五步将第三步中得到的碳酸钙粉末与第四步中的水溶性粘结剂按照4:1的比例进行混合，加入一定量的高岭土，脱模烘干后得到“海贝”粉笔。
第一步中需要将清水清洗废弃的贝壳与双氧水中漂白接着在100℃的环境下烘干，上述步骤操作，在实际制作过程中，有利于将贝壳表面的杂质进行清理。
第二步将第一步烘干后的贝壳用机械搅拌粉碎器把贝壳粉碎成200目至300目，经过反复研究发现最合适的颗粒大小为250目，在900℃至950℃下进行煅烧130分钟至150分钟，得到氧化钙粉，然后通过反复计算和实验的方法得废弃贝壳煅烧的最佳温度为950℃，最佳时间为135分钟，上述步骤操作，在实际制作过程中，有利于将氧化钙粉与二氧化碳气体进行充分反应得到碳酸钙粉末。
第三步中通入二氧化碳时速率为8毫升每小时，煅烧温度为950℃，上述步骤操作，在实际制作过程中，有利于二氧化碳与得到的氧化钙进行发应。
第四步中水溶性粘结剂中丙三醇与水比例为1:60，上述步骤操作，在实际制作过程中，有利于制作水溶性较好粘结剂。
第四步中加热标准为当熬制成乳白色溶液时，然后立即停止加热，上述步骤操作，在实际制作过程中，有利于制作水溶性较好粘结剂时，避免熬制过久导致粘接剂过于浓稠，与碳酸钙粉末混合时不够彻底。
第三步中的碳酸钙粉末与第四步中的水溶性粘结剂混合的比例为：4:1，上述步骤操作，在实际制作过程中，有利于使得最佳质量的“海贝”粉笔。
工作原理：在使用该利用废弃贝壳制成新型环保无毒无尘的高质量“海贝”粉笔的制备方法时，首先，将贝壳制作成碳酸钙粉末，先用清水清洗废弃的贝壳，然后在双氧水中漂白，接着在100℃的环境下烘干，将烘干后的贝壳放入粉碎机内进行机械搅拌，使得贝壳被粉碎为250目的贝壳粉末，然后将贝壳粉末在950℃下进行煅烧，在贝壳粉末被煅烧135分钟之后，便可得到氧化钙粉末，然后，往氧化钙粉末里按照8毫升每小时的速率通入二氧化碳气体，继续加热，使得氧化钙粉末与二氧化碳气体进行反应，反应之后得到纯度较高的碳酸钙粉末，在制作碳酸钙粉末时，可同时制作水溶性粘接剂，将丙三醇与水按1:60比例加热熬制成乳白色溶液时停止加热，即可得到水溶性较好粘结剂，接着，便可进行对“海贝”粉笔的制作，首先，将碳酸钙粉末和水溶性粘结剂进行充分混合，然后再加入适量的高岭土，再次与碳酸钙粉末和水溶性粘结剂混合物进行充分搅拌均匀，得到“海贝”粉笔制作原料，然后，利用浇注法生产粉笔，先在粉笔模具内涂入润滑油，将原料充分搅拌均匀后倒进模具洞中，反复刮擦模具使得模具洞内填满原料，避免模具内有空隙，然后将少量多余的碳酸钙粉末原料刮走，保证模具表面的碳酸钙粉末刮干净，最后再将模具静置2天，待碳酸钙粉末完全风干凝固后，便可进行脱模，从而得到“海贝”粉笔，利用贝壳粉的疏松多孔的结构特性，使得师生在使用粉笔时，减少粉笔产生粉尘对皮肤和呼吸道造成严重的伤害，从而完成一系列工作，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种利用废弃贝壳制成新型环保无毒无尘的高质量“海贝”粉笔的制备方法，其特征在于包括以下部分：（1）将清水清洗废弃的贝壳与双氧水中漂白接着在100℃的环境下烘干，（2）将（1）中烘干后的贝壳用机械搅拌粉碎器把贝壳粉碎成200目至300目，在900℃至950℃下进行煅烧130分钟至150分钟，得到氧化钙粉，（3）在步骤（2）的基础上，按照合适的速率通入二氧化碳气体，继续加热，反应得到纯度较高的碳酸钙粉末，（4）将丙三醇与水按1:60的比例加热调制成乳白色溶液，然后停止加热，即可得到水溶性粘结剂，（5）将步骤（3）中得到的碳酸钙粉末与步骤（4）中的水溶性粘结剂按照4:1的比例进行混合，加入一定量的高岭土，脱模烘干后得到“海贝”粉笔。
2.根据权利要求1所述的一种利用废弃贝壳制成新型环保无毒无尘的高质量“海贝”粉笔的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中需要将清水清洗废弃的贝壳与双氧水中漂白接着在100℃的环境下烘干。
3.根据权利要求1所述的一种利用废弃贝壳制成新型环保无毒无尘的高质量“海贝”粉笔的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）将步骤（1）中烘干后的贝壳用机械搅拌粉碎器把贝壳粉碎成200目至300目，经过反复研究发现最合适的颗粒大小为250目，在900℃至950℃下进行煅烧130分钟至150分钟，得到氧化钙粉，然后通过反复计算和实验的方法得废弃贝壳煅烧的最佳温度为950℃、最佳时间为135分钟。
4.根据权利要求1所述的一种利用废弃贝壳制成新型环保无毒无尘的高质量“海贝”粉笔的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中通入二氧化碳时速率为8毫升每小时，煅烧温度为950℃。
5.根据权利要求1所述的一种利用废弃贝壳制成新型环保无毒无尘的高质量“海贝”粉笔的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中水溶性粘结剂中丙三醇与水比例为1:60。
6.根据权利要求1所述的一种利用废弃贝壳制成新型环保无毒无尘的高质量“海贝”粉笔的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中加热标准为当熬制成乳白色溶液时，然后立即停止加热。
7.根据权利要求1所述的一种利用废弃贝壳制成新型环保无毒无尘的高质量“海贝”粉笔的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中的碳酸钙粉末与步骤（4）中的水溶性粘结剂混合的比例为：4:1。
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