中国粉体网讯 固体废弃物（简称固废、废渣）按其组成可分为有机废弃物和无机废弃物，中国的无机废渣按照其化学组成和加工特点，可分为硅钙型、硅铝型、石膏型、钙镁型和复合型等几大类。对废渣进行综合处理，使之实现无害化、减量化、资源化，是广大科技工作者的目标。

1、工业固废制备碳酸钙

常见的钙镁型废渣及其分类一般来说，钙镁型废渣是指废渣中钙化合物或镁化合物含量居各组分之首，或者钙化合物和镁化合物含量之和占废渣（干基）总量的50%以上的工业废渣。常见的钙镁型废渣有电石渣、碱渣、磷尾矿、石灰乳皂化废渣等。

与天然矿物相比，工业固废杂质含量相对较高，为了制备高纯度的微细碳酸钙产品，通常采用间接矿化的方式先利用浸取剂将固废中钙组分有效分离和提纯，通过均相或者非均相反应的方式合成满足要求的微细碳酸钙产品。

高钙基工业固体废物的化学组分分析

2、不同类型工业废渣分离技术

（1）Ca(OH)₂型废渣两步分离原理

以电石渣为例，由于电石生产中对原料生石灰中镁的含量有严格限制规定[w（MgO）≤1.6%]，因此，电石渣中Ca(OH)₂含量很高，而镁含量通常很低，可视为典型的Ca(OH)₂型废渣。由于Ca(OH)₂化学性质活泼，显强碱性，只需进行铵盐浸取反应、CO₂碳化反应、过滤分离等步骤就可将绝大部分Ca(OH)₂从废渣中分离出来，剩余的残渣再经过简单的CO₂碳化反应即可实现中和，最终将得到轻质碳酸钙产品和不溶性的中性残渣。

（2）CaCO₃型废渣三步法分离原理

CaCO₃性质相对不活泼，通常只有两种办法将CaCO₃从废渣中分离出来，一种是用盐酸等强酸与之反应，生成CaCl₂等可溶性盐的形式与其他不溶性杂质分离开来；另一种方法采用高温煅烧方式，使CaCO₃分解为CaO和CO₂，从而实现与其他组分分离。

（3）高镁CaCO₃型废渣五步法分离原理

如果在CaCO₃型废渣中含有大量镁化合物，如MgCO₃和Mg(OH)₂，由于镁化合物价格高，回收价值大，很有必要将镁元素加以分离回收。需要采用煅烧分解、消化浸取、碳化反应Ⅰ、碳化反应Ⅱ、氨化反应等五步法反应，再辅之多次过滤、分离、干燥等单元操作才能实现分离，并得到PCC、Mg(OH)₂（或MgCO₃）两种新型粉体产品以及不溶性中性残渣。

（4）高镁Ca(OH)₂型废渣四步法分离原理

高镁Ca(OH)₂型废渣中含有大量Ca(OH)₂，同时也含有大量Mg(OH)₂，如环氧氯丙烷皂化废渣、高镁碱渣等。需要采用消化浸取、两步碳化反应、氨化反应等四步反应法实现分离，同时得到PCC和Mg(OH)₂（或MgCO₃）两个产品及少量不溶性中性残渣。其反应原理与高镁CaCO₃型废渣反应原理的后四步基本相同，只是在消化浸取反应中没有氧化镁的消化反应。

（5）高镁CaCO₃型废渣

磷尾矿粉经煅烧反应、消化浸取反应、浸取液碳化反应Ⅰ、浸渣碳化反应Ⅱ、碳化反应Ⅱ的滤液氨化反应等5步反应，经过多次过滤分离、干燥磨粉等物理单元操作之后，可分别得到食品级PCC、Mg(OH)₂和磷精矿等3个产品。磷尾矿中大量的CaCO₃和MgCO₃分离出来后，分别成为了食品级碳酸钙、Mg(OH)₂产品，残渣是P₂O₅质量分数达到30%以上的磷精矿，整个分离过程得到了3个附加值较高的产品，使磷尾矿得到了充分综合利用。

对钙镁型废渣进行充分综合利用对节省碳酸钙和白云石矿山的开采非常有意义，这是兼具环境效益、社会效益和经济效益的循环经济项目，值得关注、重视与推广。2024年4月10日~11日，第三届全国碳酸钙产业高值化发展交流大会将在江西·吉安举行，届时湖南化工职业技术大学颜鑫教授将在大会上作《钙镁废渣生产绿色纳米碳酸钙新技术》主题报告，分享以电石渣、碱渣等钙镁型废渣为原料生产绿色轻质（纳米）碳酸钙的新工艺，为大家讲解不同技术路线，为拥有不同固废资源的企业提供有针对性的降本增效方案。

专家介绍

颜鑫，男，湖南省娄底市人，中共党员，工学硕士，2008年晋升教授、2012年晋升三级教授。现为国际粉体检测与控制联合会专家、中国无机盐工业协会碳酸钙行业专家、《无机盐工业》编委、出版《轻质系列碳酸钙关键技术》等专著5部，发表论文90余篇。

对电石渣、碱渣等钙镁型废渣为原料生产绿色轻质（纳米）碳酸钙生产技术进行了系统性研究，取得了独具特色的成果。现为广东、湖南、江苏、河北、四川、江西、广西等七省科技厅专家库成员，广东省科技特派员，江西华明纳米等多家公司技术顾问。

参考文献：

颜鑫，等：含钙镁废渣综合利用的现状及展望，湖南化工职业技术学院

李文秀，等：二氧化碳矿化高钙基固废制备微细碳酸钙研究进展，浙江大学

(中国粉体网编辑整理/昧光)

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