转晶剂与蒸压参数对磷石膏制备α半水石膏的影响

以经盐溶液预处理的磷石膏为原料,以乙二胺四乙酸（EDTA）和顺丁烯二酸酐为复合转晶剂,采用蒸压法制备α半水石膏。借助扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）分析研究了复合转晶剂掺量、pH、蒸压温度对生成α半水石膏的晶体形貌、物相组成的影响。研究结果表明,复合转晶剂中EDTA的最佳掺量（质量分数）为0.4%、顺丁烯二酸酐的最佳掺量（质量分数）为0.3%,溶液最佳pH为7.5,最佳蒸压温度为140 ℃。在此条件下制得的α半水石膏结晶形态最好,呈短柱状,长径比接近1∶1。     

EDTA对加压水热法制备α-半水磷石膏的影响

磷石膏因含磷、氟、有机物等杂质导致其特性与天然石膏及脱硫石膏有很大差异,使其利用成为技术难题.为探索磷石膏资源化途径,本实验采用加压水热法制备α-半水磷石膏,研究了乙二胺四乙酸(EDTA)对磷石膏脱水反应、α-半水磷石膏晶体形貌的影响及其机理.结果表明:掺加EDTA可降低磷石膏脱水速率,且速率降低程度与EDTA掺量密切相关,掺量为0.4～1.0％时脱水速率降低显著;掺加EDTA影响α-半水磷石膏晶体形貌,使其由针状转变为短柱状,但对其晶型没有影响;控制EDTA掺量为0.40％和pH =7可制备长径比为1.5:1的短柱状α-半水磷石膏晶体.     

转晶剂对磷石膏制备α半水石膏影响的研究

转晶剂是磷石膏制备α半水石膏的重要影响因素.利用固体废弃物磷石膏制备高强α半水石膏,实验采用了半干法的工艺,研究了不同转晶剂单掺和复掺对高强α半水石膏晶粒的生长及其水化硬化后力学强度的影响,通过扫描电镜(SEM)分析了高强α半水石膏内部晶粒生长情况和水化后结晶情况.实验结果显示:单一转晶剂对α半水石膏的力学性能影响并不显著,相对来说柠檬酸钠的影响较为明显.而转晶剂复掺效果最好,当掺入的柠檬酸钠与硫酸铝的比例为1∶1,掺量各为0.06％时,得到的晶粒完整,水化硬化后试块的抗折强度为6.7 MPa,抗压强度为25.65 MPa.     

磷石膏制备α半水石膏的试验研究

磷石膏中杂质的存在导致其特性与天然石膏,脱硫石膏有很大区别,本实验采用“干闷法”研究磷石膏制备α半水石膏的工艺条件,实现磷石膏资源化利用.通过预处理外加剂掺量、不同制样水灰比和转晶剂掺量来观察并研究探讨α半石膏晶体的结构以及力学性能.结果表明:制样水灰比为0.4,预处理剂掺量是1.5％,转晶剂掺量0.06％时效果最好.     

转晶剂对不同工业石膏制备α-半水石膏的影响

磷石膏和脱硫石膏是堆存量最大的工业固废石膏,将其转化为半水石膏作为建筑胶凝材料是最主要的资源化利用途径。采用蒸压法制备α-半水石膏,以磷石膏和脱硫石膏为原料,天然石膏作为对照组,探究了十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、硫酸铝[Al2(SO4)3]、复合转晶剂CM（硫酸铝、柠檬酸钠）对α-半水石膏晶体形貌的调控作用及其强度的影响。结果表明,于135℃下蒸压5 h,3种石膏均能稳定制备α-半水石膏,3种转晶剂对于半水石膏物相组成无影响,同时0.4%（质量分数）CM能够有效降低晶体的长径比;通过t检验法检测,转晶剂对脱硫石膏、天然石膏制备的α-半水石膏的抗压强度有显著性增强作用,α-半水石膏的抗压强度增加2倍以上,分别为13.59 MPa和17.45 MPa。而转晶剂对以磷石膏为原料制备的α-半水石膏的强度没有明显作用。脱硫石膏和天然石膏在0.4%CM的调控下晶体长径比降低,抗压、抗折强度显著提升,而磷石膏由于其杂质影响,转晶剂的作用效果不明显,研究结果可为工业石膏的工业化生产提供一定的理论指导。     

丁二酸对水热合成α-半水脱硫石膏微晶形貌及力学强度的影响

为提高脱硫石膏利用率和附加值,采用水热合成法在温度为95 ℃的15%（质量分数）氯化钠溶液中制备高强α-半水脱硫石膏材料,研究了丁二酸掺量对α-半水脱硫石膏转晶行为、物相组成、微晶形貌及力学强度的影响。结果表明,随着丁二酸掺量的增加,α-半水脱硫石膏的诱导成核与晶体生长时间均逐渐增大,转晶时间延长。同时,α-半水脱硫石膏的长径比随着丁二酸掺量的增加而降低,这有利于促进α-半水脱硫石膏水化,提高结构密实性,改善材料的力学性能。其中,掺入0.20%（质量分数）丁二酸时α-半水脱硫石膏的长径比降至1∶1左右,其2 h抗折强度和烘干抗压强度分别提高至5.54 MPa、38.47 MPa。     

微波辐照下丁二酸对磷石膏制备半水石膏的影响

微波辐照下使用磷石膏制备半水石膏,通过分析固相产物结晶水含量、化学成分及晶体微观形貌来研究半水石膏随转晶剂掺量及反应时间的变化规律.研究表明:微波辐照下以磷石膏为原料制备半水石膏,在无转晶剂及单掺丁二酸转晶剂两种情况下,磷石膏主要成分二水硫酸钙向半水硫酸钙晶体的转化率随时间均呈先增大后减小的趋势;无转晶剂时,转化率在60 min时达到96％,半水硫酸钙晶体长径比为21;掺入丁二酸(质量分数为0.02％)时,转化率在90 min时达到96％,半水硫酸钙晶体长径比减小至1.5,且随着丁二酸掺量的增加,对半水硫酸钙晶体微观形貌的调控作用不断增强,晶体的长径比不断减小;EDS能谱及傅里叶红外光谱分析表明,微波辐照下丁二酸应该是通过改变半水石膏晶体比表面自由能的方式调控半水石膏晶体的生长.     

常压盐溶液法制备α-半水钛石膏

以钛白石膏为原料,利用常压盐溶液法制备α-半水钛石膏(α-HHTG)。研究转晶剂配比、悬浮液p H值和浓度对晶体形貌的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)观察晶体形貌,X射线衍射仪(XRD)对制得的α-半水钛石膏进行表征。结果表明:在以氯化钠为盐介质,反应时间为4h,反应温度维持在沸点附近,转晶剂硫酸铝质量浓度为0.6 Wt%、柠檬酸钠0.28 Wt%,悬浮液p H值为4.1、浓度20 Wt%时,α-半水钛石膏晶体形貌最佳,呈短柱状,长径比约为1∶1。     

磷石膏转晶制备α型高强石膏工艺条件的优化研究

以工业固体废弃物磷石膏为原料,采用半液相蒸压法制备α型高强石膏。以蒸压温度、蒸压时间、1#转晶剂、2#转晶剂以及料浆含水率为因素,进行了5因素4水平的正交实验。以力学性能为指标,对磷石膏转晶制备α型高强石膏的工艺条件进行了优化研究。结果表明,在反应温度为137 ℃、料浆含水率为20%（质量分数）、1#转晶剂用量为0.3%（质量分数）、2#转晶剂用量为1.27%（质量分数）、反应恒温时间为20 min时,可以制得2 h抗折强度、2 h抗压强度以及绝干抗压强度分别达7.0、21.7、44.7 MPa的α型高强石膏。     

用脱硫石膏制备高强石膏粉的转晶剂

半水石膏在没有外界因素干扰的情况下通常自由生长成针状晶体.为改变半水石膏晶体生长习性,获得短柱状的晶体,一般在溶液中加入改变晶体生长习性的转晶剂,转晶剂对高强石膏晶体的形成具有一定的诱导作用.综合利用"水溶液法"和"蒸汽加压法"形成了具有特色的"汽液结合法"工艺制备α型半水石膏,通过添加不同种类、不同数量的转晶剂来观察并研究探讨石膏晶体的形成结构以及抗压性能.结果表明:复合掺加0.040%硫酸铝和0.08%磺化三聚氢胺(F10)的效果最好,抗压强度可以提高33.21%.     

柠檬酸和pH值对α-半水脱硫石膏晶体形貌的调控及影响

采用常压盐溶液法制备α-半水脱硫石膏,研究转晶剂柠檬酸在不同pH值条件下对α-半水脱硫石膏晶体形貌的影响.从产物晶体形貌、脱水速率、液相离子浓度等角度,研究了溶液pH值对柠檬酸调晶效果的影响规律.结果表明:柠檬酸调晶效果非常显著,在0.01%的低掺量下,α-半水脱硫石膏由棒状转变为长径比接近1∶ 1的短柱状晶体.pH值是影响其调晶效果最敏感的因素之一,在pH=3.5～4.8之间的酸性范围内,有利于结晶习性改良.     

蒸压参数与杂质对磷石膏制备α-半水石膏的影响

通过分析磷石膏蒸压后样品的物相组成、相对结晶度、烘干抗压强度、微观形貌,研究了蒸压温度、保温时间、液固比、杂质等因素对磷石膏蒸压制备α-半水石膏的影响。结果表明：磷石膏蒸压后所得样品的烘干抗压强度与α-半水石膏晶体的相对结晶度呈正相关关系;在蒸压温度为130 ℃、保温时间为3~5 h、液固质量比为0.25条件下,所得α-半水石膏的相对结晶度高、烘干抗压强度大、晶体微观形貌完整且长径比小;磷石膏中的杂质会对蒸压样品的力学强度产生影响,将磷石膏水洗处理后,在蒸压温度为130 ℃、保温时间为3 h、液固质量比为0.25条件下,可制得2 h抗折强度为7.3 MPa、烘干抗压强度为32.8 MPa的α-半水石膏,该α-半水石膏符合JC/T 2038—2010《α型高强石膏》α30强度等级的要求。     

有机酸对α半水脱硫石膏晶体生长习性的影响与调晶机理

研究了有机酸的吸附特性、有机酸对α半水石膏晶体生长习性和形貌的影响,从Ⅱ半水脱硫石膏晶体生长角度对有机酸调晶机理进行了分析。结果表明：有机酸改变了u半水石膏晶体生长习性,长轴生长被抑制,晶形由长棒状转变为短柱状,且晶粒尺寸增大;控制pH值和有机酸掺量,可制备长径比1：l的短柱状α半水石膏晶体;有机酸通过与Ca＾2＋发生...     

蒸压参数与杂质对磷石膏制备α-半水石膏的影响

通过分析磷石膏蒸压后样品的物相组成、相对结晶度、烘干抗压强度、微观形貌,研究了蒸压温度、保温时间、液固比、杂质等因素对磷石膏蒸压制备α-半水石膏的影响。结果表明:磷石膏蒸压后所得样品的烘干抗压强度与α-半水石膏晶体的相对结晶度呈正相关关系;在蒸压温度为130℃、保温时间为3~5 h、液固质量比为0.25条件下,所得α-半水石膏的相对结晶度高、烘干抗压强度大、晶体微观形貌完整且长径比小;磷石膏中的杂质会对蒸压样品的力学强度产生影响,将磷石膏水洗处理后,在蒸压温度为130℃、保温时间为3 h、液固质量比为0.25条件下,可制得2 h抗折强度为7.3 MPa、烘干抗压强度为32.8 MPa的α-半水石膏,该α-半水石膏符合JC/T 2038—2010《α型高强石膏》α30强度等级的要求。     

复合转晶剂对建筑石膏性能的影响

脱硫石膏(FGD gypsum)作为一种固废，可经过高温煅烧制备建筑石膏，实现固废资源化利用。以脱硫石膏为原料，氧化钙和硫酸铝为复合转晶剂，在170℃下煅烧2 h制备建筑石膏，研究复合转晶剂的复合比例及掺量对建筑石膏力学性能的影响，并揭示其复合转晶机理。结果表明，当复合转晶剂掺量为1%(质量分数)、氧化钙和硫酸铝复合比例为1∶1(质量比)时，制备的建筑石膏力学性能最佳。水化后石膏块体致密性良好，水化产物呈相互交错的短柱状或纤维状。建筑石膏的2 h抗折和抗压强度分别为3.6和9.7 MPa,绝干抗折和抗压强度分别为6.8和23.5 MPa,满足《建筑石膏》(GB/T 9776—2022)中3.0级建筑石膏的要求。     

复合转晶剂对磷建筑石膏晶体转晶影响的叠加效应研究

为了研究复合转晶剂对磷建筑石膏晶体转晶效果的影响,选用酒石酸钾钠、醋酸镁、硫酸铝、硫酸铝钾4种转晶剂,通过单掺、复掺的方式与磷建筑石膏相互作用,从吸附能、失电子能力、表面能的角度,利用吸附模型分析了转晶作用机理.结果表明:酒石酸钾钠的调晶效果优于醋酸镁;硫酸铝钾的调晶效果优于硫酸铝;当硫酸铝掺0.15％、酒石酸钾钠掺0.03％二者协同作用于磷建筑石膏中时,试块抗压、抗折强度最大,分别为22.31 MPa和6.44 MPa.转晶剂复合作用时,硫酸铝较硫酸铝钾可以提供更多的Al3+,有助于羧基间距更大的酒石酸钾钠同时与Ca2+和Al3+吸附配位,形成网状络合有机大分子,使晶面的稳定性提高,减缓了晶体在C轴的生长速度.     

常压盐溶液-丁二酸转晶体系中pH对α-CaSO4·0.5H2O的影响

以磷石膏为原料,丁二酸为转晶剂,采用常压盐溶液法制备α-CaSO₄·0.5H₂O的体系中,在温度为103 ℃、反应时间为3 h、丁二酸掺量为0.05%（质量分数）、氯化钠质量分数为15%的条件下研究pH对制备α-CaSO₄·0.5H₂O的影响。结果表明：当pH为7.0~9.0时,可以得到长径比为1∶1~3∶1的短柱状α-CaSO₄·0.5H₂O晶体。FT-IR和XPS表征结果显示,合适的pH条件下,丁二酸电离出适量的羧酸根离子吸附于α-CaSO₄·0.5H₂O晶体晶面上与钙离子络合,减缓了α-CaSO₄·0.5H₂O晶体在晶面上的生长速度,减小了晶体长径比。XRD和TEM表征结果证实,羧酸根离子吸附于α-CaSO₄·0.5H₂O晶体的（204）晶面上与钙离子络合。     

盐溶液种类和浓度对α-半水脱硫石膏合成的影响

为了解决脱硫石膏的大量堆存对环境造成的潜在危害,同时提高脱硫石膏的附加值,采用常压盐溶液水热法以电厂脱硫石膏为原料探究α-半水石膏的最佳合成工艺,重点研究了盐溶液种类及浓度对α-半水石膏的合成过程、合成产物组成及结构的影响。结果表明：在氯化钙、氯化镁盐溶液中,由于同离子效应和硫酸镁离子对的形成,导致半水石膏的形成过程受阻。较高浓度氯化钾和氯化钠盐溶液可使二水石膏发生转晶,其中氯化钾会致使半水石膏过度脱水生成无水钾石膏,氯化钠盐溶液可以使二水石膏转变为半水石膏并维持较长时间,通过比较得出最佳合成工艺为氯化钠溶液质量分数为15%、体系反应温度为95 ℃、固液质量比为1∶4、搅拌速率为150 r/min、合成时间为3 h,可以制得长径比约为5∶1的六方短柱状α-半水石膏。     

磷石膏制备α半水石膏的研究现状

磷石膏是磷化工企业湿法生产磷酸时排出的工业废渣,因含有大量磷、氟及碱金属盐等杂质,简单堆放填埋处理会带来占用耕地及污染环境等问题。目前最有前景和效益的处理方式是将磷石膏转为α半水石膏(α-HH),但磷石膏的可溶磷、共晶磷及可溶氟等有害杂质是影响磷石膏制备α-HH的主要障碍。因此磷石膏中有害杂质的预处理及α-HH晶体微观形貌调控措施是以磷石膏为原料制备α-HH的研究重点。本文全面综述了磷石膏的理化特性、有害杂质对石膏性能的影响及预处理措施、α-HH制备方法及晶体微观形貌调控等方面的研究现状,探讨了不同预处理措施及α-HH制备方法的优缺点,并对转晶剂调控α-HH晶体微观形貌的机理进行了总结,最后提出了下一步有待解决的问题。     

共沸回流法制备α-半水石膏工艺研究

为消除副产石膏对环境的危害,提高副产石膏的利用价值,采用共沸回流法以工业废酸石膏为原料,经过浆料配制、投加共沸溶剂、转晶反应以及抽滤烘干得到α-半水石膏,并对α-半水石膏的最佳合成工艺进行了探究。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）对产物进行表征。重点研究了共沸溶剂浓度、温度、固液比、pH对副产石膏的转晶过程、转晶产物组成及结构的影响,并通过单因素实验以及正交实验得到最佳实验条件。结果表明：在共沸溶剂体积分数为70%、转晶温度为120 ℃、固液质量比为1∶6、pH为5、反应时间为3 h时可以制得长径比约为1∶1、抗折强度（2 h）为5.6 MPa、烘干抗压强度为43 MPa的α-半水石膏,满足JC/T 2038—2010《α型高强石膏》α40强度等级。