目前，我國面臨的環(huán)境問(wèn)題很?chē)谰?，其中重金屬污染日趨嚴重。對此，可從兩方面?zhù)手研究，一是改進(jìn)工藝，減少排污量，二是對廢液進(jìn)行無(wú)害化處理。
 

　　消石灰Ca（OH）₂沉淀是主要的無(wú)害化處理方式，但是會(huì )伴有pH值高、沉渣含水率高、過(guò)濾困難等現象。使用更廉價(jià)的礦物材料進(jìn)行處理，避免這些問(wèn)題，具有重要的實(shí)踐意義。

　　用方解石來(lái)沉淀凈化大部分金屬鹽廢液，是否可行呢？
　　方解石是最常見(jiàn)的天然碳酸鈣礦物，可考慮用方解石來(lái)沉淀凈化大部分金屬鹽廢液，但其化學(xué)性質(zhì)穩定，在自然狀態(tài)下，只能對金屬離子產(chǎn)生表面化學(xué)吸附的作用，單位處理量很低，因此需要活化手段提高其反應活性，使之與金屬離子之間發(fā)生類(lèi)似Ca（OH）₂的摩爾當量的化學(xué)反應。
　　武漢理工大學(xué)張其武教授課題組利用行星式球磨機對方解石進(jìn)行研磨活化，研究了在研磨過(guò)程中方解石與不同的重金屬硫酸鹽之間的化學(xué)反應，具體包括鐵（Fe）、鋅（Zn）、銅（Cu）、鎳（Ni）和鎘（Cd）的二價(jià)硫酸鹽。
　　根據反應特征和機理，在金屬離子的相互分離、多重金屬離子的共沉淀凈化、合成緩釋性微肥等方面做了較深入的研究。
　　
　　活化碳酸鈣在金屬分離中的應用
　　采用機械力化學(xué)法對碳酸鈣進(jìn)行活化，可通過(guò)控制活化條件來(lái)控制沉淀金屬離子的速度。
　　研究表明：銅、鐵、鉛金屬離子比較容易形成相應的沉淀，而鎳、錳、鎘則不容易沉淀，基于這種沉淀速度的差異，完全具有分離銅（或鐵，或鉛）與鎳，錳，鎘及其混合物的可行性。
　　通過(guò)活化碳酸鹽礦物，硅酸鹽礦物等來(lái)實(shí)現其它金屬離子之間的反應差異，進(jìn)而達到相互分離的目的，包括鐵和其它金屬的分離，鋅鎘的相互分離等，一方面提供金屬元素間的分離新工藝，另一方面也為這些非金屬礦物開(kāi)拓了新的利用途徑。
　　這樣把污水處理環(huán)境問(wèn)題就轉換成一個(gè)二次資源回收的新工藝，帶來(lái)的附加值能提高工藝的經(jīng)濟價(jià)值，而有很高的實(shí)用性。
　　
　　活化碳酸鈣在合成緩釋肥料中的應用
　　將七水硫酸亞鐵和碳酸鈣共同研磨，所得研磨樣品中的Fe養分很容易溶解在檸檬酸溶液中，同時(shí)幾乎不溶于水。
　　在水溶液中具有低溶解度，這樣有利于保持肥效，不會(huì )伴隨雨水流失，而在弱酸溶液中很容易溶解則有利于植物根部對養分的吸收。
　　因此，機械力研磨碳酸鈣與七水硫酸亞鐵，合成的產(chǎn)品可以作為一種很有效緩釋鐵肥。
　　
　　活化碳酸鈣在重金屬離子凈化中的應用
　　使用相同鈣量的活化碳酸鈣與Ca（OH）₂沉淀同種組分的重金屬離子，由碳酸鈣生成的難溶產(chǎn)物比Ca（OH）₂吸收更少的水。
　　因此，通過(guò)碳酸鈣法，不但可以達到穩定重金屬離子的效果，而且金屬穩定化后所形成的沉渣含水率相比于傳統的堿中和法低很多，為沉渣的后續處理減少了很大成本。通過(guò)使用具有強壓力的工業(yè)設備，污泥中的低水含量可能進(jìn)一步降低。
　　此外，經(jīng)碳酸鈣處理后的廢液pH最后穩定在6-7.5之間，而使用Ca（OH）₂處理后的廢液pH一般在9-11，顯然使用Ca（OH）₂處理完廢液中的重金屬離子后，需要進(jìn)行過(guò)濾沉渣后用酸中和pH，而使用碳酸鈣沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題。
　　另外，以碳酸鈣為載體，協(xié)同有關(guān)金屬離子后，再來(lái)處理磷酸根，砷酸根等陰離子也非常有效，幾乎在摩爾比附近或少許過(guò)量的使用條件下，簡(jiǎn)單獲得99%以上的去除率，效果遠遠超過(guò)通常報道的吸附劑的容量。
　　總之碳酸鈣的化學(xué)性質(zhì)在比較穩定的背景下，經(jīng)過(guò)活化處理或同其它成分協(xié)同使用，呈現了獨到的治理污水的性質(zhì)。
　　了解更多碳酸鈣用于解決環(huán)境問(wèn)題的技術(shù)成果，歡迎2017年9月19-21日來(lái)廣西賀州，參加“2017年中國非金屬礦產(chǎn)業(yè)技術(shù)研討會(huì )暨交易博覽會(huì )”，聽(tīng)武漢理工大學(xué)張其武教授作“碳酸鈣用于解決環(huán)境問(wèn)題的探索”專(zhuān)題報告！
　　

張其武 教授
 

　　工學(xué)博士，武漢理工大學(xué)博士生導師，湖北“百人計劃”特聘專(zhuān)家，一直從事于與環(huán)境有關(guān)的基礎研究，涉及資源回收利用、有害固體廢物無(wú)害化處理、生物質(zhì)能源轉換工藝開(kāi)發(fā)、環(huán)境材料化學(xué)等與環(huán)境關(guān)聯(lián)的研究。代表性成果有資源回收、PCB等無(wú)害化分解、氫氣制造、氧化鈦的低溫攙雜等......