Abstract
碳酸鈣是碳酸鹽中產量最大的產品之一，目前全世界碳酸鈣年產量已近幾千萬噸，品種約五十餘種，其在橡膠、造紙、塗料、塑膠等行業中被普遍使用。在本論文中，我們提供一個製造細粒碳酸鈣的基本原則。從高壓CO2與Ca(OH)2粉末反應之實驗結果顯示，在壓力為800psi，溫度為30℃，反應時間為30min，CO2流量為5ml/min，水含量（Liquid/Solid, L/S）為2時，Ca(OH)2的轉化率可達97.7%。此外，實驗結果也顯示，在QCO2與L/S固定下，壓力、溫度、反應時間三者相互間存在著一個最適關係。由於Ca(OH)2本身即為不規則狀，因此，當我們直接碳化Ca(OH)2粉末所得到的CaCO3亦呈不規則狀。從CO2與Ca(OH)2水溶液反應生成小粒徑CaCO3之實驗結果中顯示，在常壓下，以CO2與Ca(OH)2溶液反應時，在適當的操作條件下，可以得到高CaCO3產率及規則但具不同形狀CaCO3顆粒。由於CaCO3在造紙業、塑膠業、塗料業等均有很大的用途，因此，我們提供出一個製造CaCO3顆粒的基本法則，只要能夠控制適當的界面質傳阻力，即可以得到良好的CaCO3粒徑、產率和外觀形狀；另外，反應時間的長短會影響CaCO3的產率，同時也會影響到CaCO3顆粒的聚集和成長。在CaCO3的外觀上，我們已可藉由不同的操作條件，製備出球狀、立方體狀、片狀、紡錘狀等各式碳酸鈣顆粒。利用不同的操作條件，對CaCO3的顆粒大小、產率及外觀形狀加以控制，進而可利用這些不同形狀之CaCO3顆粒於不同的用途上，使之在應用上能夠更加地廣泛，同時也更能增加產品附加價值。碳酸鈣除了可當作填充料使用外，在水泥的固化作用上，亦扮演著重要的角色，不但可增加水泥內部的緻密性，同時也可減少內部物質的滲出。在本論文中，我們亦欲利用此一特性，試圖以適當的操作條件，對有毒物質（汞化合物）進行固定化。我國環保署所訂定之毒性事業廢棄物判定標準中，汞的滲出含量需在0.25ppm以下，才符合環保要求。在本研究中，我們以超臨界二氧化碳與水泥固化體進行反應，希望能夠使固化體快速硬化，進而固定化水泥固化體內部的有毒物質，減少滲出的可能性。初步實驗結果顯示，經碳化後的水泥固化體確實能有效地固化有毒事業廢棄物，大幅降低毒性物質的滲出量。