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碳酸钙作为重要的无机填料,其粒度分布、白度、表面性质对应用性能影响明显。本文以低品质石灰矿为原料,对纳米碳酸钙制备、增白、降镁、表面活化改性工艺进行了实验研究;此外,针对目前重金属污水处理中吸附剂成本高等问题,本课题采用Ca(OH)2耦合轻质CaCO3对重金属Cd2+离子进行去除,对实际应用有一定的指导意义。 确定了常温碳化制备高品质纳米碳酸钙的最佳工艺条件:浓度为7°Be′,气体流率1.7m3/h。反应开始前加入0.6ωt.%十二烷基磺酸钠(SDS)和0.02ωt.%多聚磷酸钠(STPP)。聚羧酸钠盐(P-5040)加入量为0.3ωt.%,ZnCl2添加量为0.03ωt.%,在碳化反应中期加入最佳。待pH=7后继续过碳化15min。对产品增白,还原剂Na2S2O3为3.0ωt.‰,络合剂三乙醇胺为2.0ωt.‰,增白温度为80℃。最终得到的产品粒径50nm,CaCO3含量97.55ωt.%,MgCO3含量0.54ωt.%,白度95.0%。 以活化度、白度为指标,对改性剂进行筛选。通过正交实验确定了复配改性剂改性温度、改性剂用量、搅拌速度等工艺条件,并测试了其在塑料中的补强性能。结果显示,磷酸酯-椰油复配改性碳酸钙与硬质酸钠改性碳酸钙相比,耐热温度从180℃提高到220℃,耐热时间从8h提高到12h。硼酸酯-石蜡乳化液复配改性碳酸钙为填料的PVC产品与普通碳酸钙为填料的PVC产品相比,冲击强度提高了50%,拉伸强度提高了30%。 以常温碳化制备的CaCO3为吸附剂,研究了吸附等温曲线、饱和吸附量、平衡浓度等。在25℃时,调节Ca(OH)2浓度为0.66g/L,反应20min,再通入CO2混合气,流量为0.5L/(min·L溶液),反应45min后所得溶液中Cd2+浓度0.078mg/L,符合《GB21900-2008电镀污染物排放标准》中重金属Cd的排放标准。