Preparation,Characterization, and Formation Mechanism of Calcium Sulfate Hemihydrate Whiskers

Calcium sulfate hemihydrate whiskers were synthesized successfully via one-step hydrothermal crystallization method using phosphogypsum at 130 °C for 240 min with an initial slurry mass fraction of 2.5 wt%. The phase compositions, microstructures, thermal properties and molecular structures of asprepared samples were analyzed by XRD, ESEM, EDS, TG-DTA, and FT-IR. The influence of raw materials' ball-milling time on the morphologies of whiskers was investigated. The effects of impurities on crystallization morphologies and length to diameter ratio(L/D) of calcium sulfate hemihydrate whiskers were studied. The results indicated that the calcium sulfate dihydrate crystalline could be translated directly into fibrous calcium sulfate hemihydrate whiskers. It was beneficial to form fine fiber structure when the ball-milling time of the raw material was 15 min. Aspect ratio of calcium sulfate hemihydrate whiskers decreased with increasing content of impurities. Moreover, the relative growth mechanism of whisker crystals via one-step hydrothermal crystallization method was discussed in detail.     

磷石膏基胶凝材料的试验研究

以未经处理的原状磷石膏为主要原料制备磷石膏基胶凝材料,通过微观分析及测试其力学性能,考察石灰掺量,水泥、粉煤灰比例及养护制度对磷石膏基胶凝材料力学性能的影响。结果表明:(1)该体系最优配比为磷石膏60%,水泥与粉煤灰比例为1∶4,生石灰4%,水料比0.25,减水剂0.2%;(2)该胶凝体系中磷石膏掺量超过60%后,抗压、抗折强度急剧下降;(3)蒸养制度对磷石膏基胶凝材料性能影响较大,在75℃下蒸汽养护10 h,基体强度增长较快且耐水性较高,28 d抗压强度为30.1 MPa,吸水率为8.5%,软化系数达到0.82。     

用磷建筑石膏制备抹面砂浆试验研究

磷建筑石膏是磷石膏脱水制得以β-半水石膏(β-HH)为主要成分的产物。用磷建筑石膏(β-HH)来制备抹面砂浆,不仅可以间接性提高磷石膏资源化利用率,而且节约成本。本文通过正交试验得到了磷建筑石膏为主的复合胶凝体系,并且研究了缓凝剂对该抹面石膏的凝结时间和强度的影响,最后对所得到抹面砂浆的性能进行了测试。结果表明:该复合胶凝体系最优配合比为86%磷建筑石膏、6%水泥、3%生石灰、5%粉煤灰,标准稠度为0.62。在掺0.14%柠檬酸钠和1∶1的灰砂比情况下,获得抹面砂浆的28d强度可达到14.8MPa。     

磷石膏渣水热合成硫酸钙晶须的试验研究

利用工业废渣磷石膏作为主要原料,通过外掺少量纯天然石膏晶种形成复合体系,在聚四氟乙烯高压反应罐中采用水热压法合成硫酸钙晶须.运用控制变量法,研究了该复合体系在不同反应温度、反应时间、料浆质量分数、原料粒度条件下对合成的硫酸钙晶须形貌的影响.分别采用激光粒度分布仪(LSPSDA)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对样品的粒度分布、物相和形貌进行分析.结果表明:磷石膏水热合成硫酸钙晶须的最佳工艺条件为:反应温度135℃、反应时间4h、料浆质量分数2.5％、原料粒度为45～ 80 μm.采用氯化镁为晶型助长剂,在此条件下可制备出晶型均匀、平均长径比75、平均直径0.5 μm半水硫酸钙晶须产品.     

磷石膏粒径及pH值对其复合胶凝材料的影响

利用大宗工业固体废物二水磷石膏和粉煤灰,加入少量水泥、生石灰等原料制备磷石膏基复合胶凝材料,研究了磷石膏的粒径以及pH值对胶凝材料凝结时间、强度的影响规律,采用SEM、XRD等测试方法对胶凝材料的水化产物、微观结构进行分析。结果表明:适当减小磷石膏粒径或增加磷石膏pH值,都会降低磷石膏基胶凝材料的用水量,缩短凝结时间,提高强度,并且通过蒸汽养护,最终可制备出28d强度超过40MPa,软化系数接近0.9的胶凝材料。     

磷石膏制备高强石膏工艺研究

采用"半液相法"以磷石膏为原料制备α高强石膏。考察了蒸压温度、蒸压时间、料浆质量分数以及转晶剂的种类、掺量对抗折强度和抗压强度的影响,得出了磷石膏制备α高强石膏的最佳工艺。结果表明:蒸压温度为140℃,蒸压时间3 h,制样质量分数66.7%,硫酸铝用量为0.1%,三元羧酸用量为0.05%(以磷石膏质量计算)时可制备出抗压强度为34.7 MPa的高强石膏,符合α高强石膏JC/T 2008-2010强度标准。     

晶体调控剂对硫酸钙晶须生长的影响研究

以预处理后的工业废渣磷石膏为原料,铁盐和十二烷基盐复配物作晶体调控剂,采用水热法成功制备了硫酸钙晶须,利用SEM和XRD分别对硫酸钙晶须的表面形貌、物相特征进行表征,研究了复配型晶体调控剂种类对硫酸钙晶须特性的影响。结果表明,十二烷基铁盐复配型晶体调控剂能够显著增大硫酸钙晶须的长度和长径比,改善晶须的形貌,调控效果由好到差顺序为:FX-3FX-2FX-5FX-6FX-4FX-1,其中FX-3型调控剂制备的晶须生长发育最佳,此时晶须的平均长径比为139.50。