用电石制取乙炔气、PVC等产品时,会排出大量难以处置的电石废渣,电石废渣含有大量碱石灰等有害物质。如不及时处理,将会对环境保护构成严重威胁。由于电石渣的主要成份为氢氧化钙,可将其加工为具有高附加值的纳米碳酸钙。本文以废弃电石渣为原料,采用超声法制备纳米碳酸钙,研究内容包括:电石渣的预处理及其动力学研究;电石渣超声场下制备纳米碳酸钙的初步试验研究,以及碳化过程中不同气流量、不同超声功率、不同氢氧化钙浓度及加入添加剂对产物粒径大小、反应速率和分散性及其晶形的影响;最后对其碳化反应特性和碳酸钙成核结晶机理进行了讨论,具体内容如下:1.采用德国耐驰STA-449热分析仪系统研究了电石渣煅烧特性,利用X射线衍射仪和SEM扫描电镜研究了电石渣高温下动态煅烧及烧结过程中的微观结构变化:发现电石渣主要成份为80%的Ca（OH）₂,还有少量的CaCO₃、α-SiO₂和α-Fe₂O₃;高温煅烧后其主要晶相变成CaO。在900℃下煅烧及烧结过程中,经过高温长时间烧结,电石渣表面由许多膨胀变形的CaO晶粒结构组成。并用收缩核模型对电石渣的煅烧分解过程进行模拟,计算了其煅烧反应活化能,以期为进一步研究电石渣制备纳米碳酸钙提供理论依据。2.采用电导率仪和pH计同时对电石渣Ca（OH）₂-H₂O-CO₂系统合成纳米碳酸钙反应结晶过程进行跟踪检测,研究制备过程中,Ca（OH）₂的浓度、CO₂混合气体体积浓度、加入添加剂对产品粒径、反应速率、分散性及晶型的影响;并采用TEM、XRD衍射等手段对颗粒形态与结构组成进行表征;就超声波作用下制备纳米碳酸钙碳化特性进行了研究,借助电导率仪、pH计等分析手段,跟踪氢氧化钙悬浮液的碳化过程。实验表明,超声场下碳化反应,没有改变碳化历程,但却明显的缩短了反应时间,反应碳化率随着表观气流量、二氧化碳气体浓度、超声功率的增大而增大,随反应温度、氢氧化钙悬浮液浓度增大而减小,并对其反应动力学进行了初步研究。Ca（OH）₂碳化分为初期的恒速反应和末期的变速反应两个阶段。通过对实验数据的拟合得出实验范围内该过程的宏观动力学方程。3.对超声场下电石渣制备纳米碳酸钙的成核机理进行了初步探讨,结论表明:超声场对于碳酸钙的成核具有明显的促进作用,而对于其晶体生长,则有明显的抑制作用。