本发明涉及一种利用磷石膏氨法捕集二氧化碳制备高纯度碳酸钙的方法，属于固废处理技术领域。
背景技术：
磷石膏（phosphogypsum,pg）是工业湿法磷酸的副产物，其主要成分为二水合硫酸钙（caso4·2h2o），每生产1t磷肥约产生5t的磷石膏。磷石膏堆放不仅占用大量土地，而且其中所含的游离酸由于长时间堆放会对环境造成严重破坏，经雨水浸泡后，磷石膏中可溶性p2o5和氟化物等有害成分通过水体向周围环境扩散渗透，对土壤、水、大气造成严重污染，因此，磷石膏的无害化处理及综合利用成为固体废物处理处置与资源化领域的研究热点，也是磷化工持续发展的迫切需要。根据国际能源署(iea)的统计，自2006年开始，人类每年向大气中排放的co2，大约有300亿t，大约60％的排放来自于大型的固定排放源，造成了严重的温室效应。
专利cn201710211515.x公开一种利用磷石膏直接制备改性碳酸钙的方法，钙方法以磷石膏和碳酸铵为起始原料，以含甲醇溶液作为反应，提高磷石膏转化率并且得到产品粒径小、纯度高、亲油性好、分散性好、不易沉降、机械强度高的改性碳酸钙，但是该法药剂成本较高；专利cn201710210616.5公开一种利用磷石膏制备高纯度轻质碳酸钙的方法，该方法以磷石膏和探案为起始原料，先生成硫酸铵和碳酸钙粗品，再将碳酸钙粗品加去离子水磨浆通入二氧化碳生成碳酸氢钙，然后将碳酸氢钙加热生成碳酸钙，该法操作步骤多且复杂；专利201010582423.0公开一种由磷石膏制备轻质碳酸钙联产硫酸铵的方法，首先通过相转移反应将磷石膏转化为可溶性钙离子溶液，然后向可溶性钙离子溶液中加入碳化剂，沉淀分离得碳酸钙和绿叶，再将滤液结晶即得硫酸铵，该法操作复杂；cn201310186911.3公开一种磷石膏直接制备高纯度碳酸钙的方法，首先将磷石膏中的钙转化为氢氧化钙，然后经过一系列的除杂过程和碳酸化过程，最后经干燥得到纯度高达98%的碳酸钙产品，该法操作复杂且除杂成本较高；专利cn200810058803.7公开一种用磷石膏分解渣吸收二氧化碳生产碳酸钙的方法，将磷石膏与煤混合在950℃-1200℃温度下分解，产生气体用作硫酸生产原料气，冷却后固体渣料置于碳化塔内，在常压和温度25℃-80℃下通入co2反应，可得到85%碳酸钙的类似墙泥灰质石灰石，经进一步纯化可得到高纯碳酸钙产品，该法能耗高且产品纯度不高。
综上，利用磷石膏制备碳酸钙有两种方法，一是直接碳化磷石膏后经过一系列除杂制备碳酸钙，二是将磷石膏转化为可溶性钙离子再进行碳化。由于磷石膏中杂质太多，使得制备出的碳酸钙纯度不高，且除杂工艺复杂成本高，不适合工业化生产
技术实现要素：
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种利用磷石膏氨法捕集二氧化碳制备高纯度碳酸钙的方法；本发明方法将磷石膏、氨水、二氧化碳反应生成的碳酸钙固体与氨水和去离子混合，并继续通入co2，生成可溶性碳酸氢钙除去固体杂质。
一种利用磷石膏氨法捕集二氧化碳制备高纯度碳酸钙的方法，具体步骤如下：
（1）将磷石膏粉和去离子水混合均匀，然后加入氨水a，在常温、搅拌条件下匀速通入co2反应1~1.5h，真空抽滤得到固体物质a和硫酸铵溶液，硫酸铵溶液蒸发结晶得到硫酸铵晶体；其中磷石膏粉与去离子水的固液比g:ml为1:(20~25)，磷石膏粉与氨水a的固液比g:ml为1:(1~5)；co2的流速为150~300ml/min；
（2）将步骤（1）的固体物质a加入到去离子水中混合均匀，再加入氨水b，在常温、搅拌条件下匀速通入co2反应1~1.5h，真空抽滤得到固体物质b和滤液a；
（3）将步骤（2）的固体物质b返回步骤（2）中取代固体物质a进行反应，循环操作反应至固体无变化；
（4）将滤液a加热至温度为80~120℃反应1~1.5h，洗涤、过滤即得高纯度碳酸钙；
所述步骤（1）中氨水a的质量百分数浓度为25~40%；搅拌速率为150~300r/min；
所述步骤（2）中搅拌速率为200~300r/min，氨水b的质量百分数浓度为25~40%；
所述步骤（2）中固体物质a与去离子水的固液比g:ml为1:(10~15)，固体物质a与氨水b的固液比g:ml为1:(5~10)，co2的流速为150~300ml/min。
本发明的有益效果是：
（1）本发明通过一步法制备碳酸钙，工艺简单易行，成本低，得到的碳酸钙纯度高；
（2）本发明方法制得的碳酸钙纯度高，可满足大多数工业原料要求，资源化利用磷石膏的同时，固定温室气体co2，实现了“以废治废”；
（3）利用磷石膏氨法捕集co2制备碳酸钙的方法，直接利用磷石膏作为原料，无需经过预处理的工艺，大大节约成本，整个工艺在常温常压下进行，副产硫酸铵可作为工业原料，废渣可作为水泥缓凝剂，具有极大的经济效益和社会效益；
（4）本发明利用碳酸钙与co2生成碳酸氢钙，加入氨水可提高碳酸钙转化为碳酸氢钙的转化率，可以除去碳酸钙中的不溶杂质，得到高纯度碳酸钙；
（5）本发明的生产工艺简单易行，能耗低，不产生污染物质，可实现规模化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。
本发明实施例的磷石膏均经破碎筛分、烘干研磨至粒径为100~150目得到磷石膏粉；
实施例1：一种利用磷石膏氨法捕集二氧化碳制备高纯度碳酸钙的方法，具体步骤如下：
（1）将5g磷石膏粉和100ml去离子水混合均匀，然后加入5ml氨水a，在常温、搅拌条件下匀速通入co2反应1h，真空抽滤得到固体物质a和硫酸铵溶液，硫酸铵溶液蒸发结晶得到硫酸铵晶体；其中磷石膏粉与去离子水的固液比g:ml为1:20，磷石膏粉与氨水a的固液比g:ml为1:1；co2的流速为150ml/min；氨水a的质量百分数浓度为25%；搅拌速率为150r/min；磷石膏中的caso4转化率为94.23%；
（2）将步骤（1）的固体物质a加入到去离子水中混合均匀，再加入氨水b，在常温、搅拌条件下匀速通入co2反应1h，真空抽滤得到固体物质b和滤液a；其中固体物质a与去离子水的固液比g:ml为1:10，固体物质a与氨水b的固液比g:ml为1:5，co2的流速为200ml/min；搅拌速率为200r/min，氨水b的质量百分数浓度为25%；
（3）将步骤（2）的固体物质b返回步骤（2）中取代固体物质a进行反应，循环操作反应至固体无变化；
（4）将滤液a加热至温度为80反应1h，洗涤、过滤即得高纯度碳酸钙；
本实施例中碳酸钙的纯度为96.3%，高纯度碳酸钙的收率为86.2%。
实施例2：一种利用磷石膏氨法捕集二氧化碳制备高纯度碳酸钙的方法，具体步骤如下：
（1）将5g磷石膏粉和115ml去离子水混合均匀，然后加入15ml氨水a，在常温、搅拌条件下匀速通入co2反应1h，真空抽滤得到固体物质a和硫酸铵溶液，硫酸铵溶液蒸发结晶得到硫酸铵晶体；其中磷石膏粉与去离子水的固液比g:ml为1:23，磷石膏粉与氨水a的固液比g:ml为1:3；co2的流速为200ml/min；氨水a的质量百分数浓度为30%；搅拌速率为200r/min；磷石膏中的caso4转化率为96.34%；
（2）将步骤（1）的固体物质a加入到去离子水中混合均匀，再加入氨水b，在常温、搅拌条件下匀速通入co2反应1.2h，真空抽滤得到固体物质b和滤液a；其中固体物质a与去离子水的固液比g:ml为1:12，固体物质a与氨水b的固液比g:ml为1:7，co2的流速为200ml/min；搅拌速率为250r/min，氨水b的质量百分数浓度为30%；
（3）将步骤（2）的固体物质b返回步骤（2）中取代固体物质a进行反应，循环操作反应至固体无变化；
（4）将滤液a加热至温度为100℃反应1.2h，洗涤、过滤即得高纯度碳酸钙；
本实施例中碳酸钙的纯度为97.2%，高纯度碳酸钙的收率为88.7%。
实施例3：一种利用磷石膏氨法捕集二氧化碳制备高纯度碳酸钙的方法，具体步骤如下：
（1）将5g磷石膏粉和125ml去离子水混合均匀，然后加入25ml氨水a，在常温、搅拌条件下匀速通入co2反应1h，真空抽滤得到固体物质a和硫酸铵溶液，硫酸铵溶液蒸发结晶得到硫酸铵晶体；其中磷石膏粉与去离子水的固液比g:ml为1:25，磷石膏粉与氨水a的固液比g:ml为1:5；co2的流速为300ml/min；氨水a的质量百分数浓度为40%；搅拌速率为300r/min；磷石膏中的caso4转化率为97.8%；
（2）将步骤（1）的固体物质a加入到去离子水中混合均匀，再加入氨水b，在常温、搅拌条件下匀速通入co2反应1.5h，真空抽滤得到固体物质b和滤液a；其中固体物质a与去离子水的固液比g:ml为1:15，固体物质a与氨水b的固液比g:ml为1:10，co2的流速为300ml/min；搅拌速率为300r/min，氨水b的质量百分数浓度为40%；
（3）将步骤（2）的固体物质b返回步骤（2）中取代固体物质a进行反应，循环操作反应至固体无变化；
（4）将滤液a加热至温度为120℃反应1.5h，洗涤、过滤即得高纯度碳酸钙；
本实施例中碳酸钙的纯度为99%，高纯度碳酸钙的收率为90%。
以上对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。