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.     

石膏的应用及其深加工研究

介绍了石膏及硬石膏的结构及性质。石膏可深加工成α－半水石膏、石膏超细粉及硫酸钙晶须等。α－半水石膏较常用的β－半水石膏凝结强度大得多；石膏超细粉可作塑料、橡胶填料及造纸涂料；硫酸钙晶须可用于塑料、橡胶、粘结剂和摩擦材料等行业     

磷石膏固碳制备CaCO_3的实验研究

以磷石膏中的硫酸钙为钙源,对温室气体CO2进行固定。考察液固质量比、固碳时间、反应温度以及氮硫摩尔比4因素对固碳效率的影响,通过正交实验确定磷石膏固碳的最佳工艺条件。采用XRF、XRD等测试手段分析产物化学组成与物相组成。结果表明,液固质量比为4、固碳时间为120 min、反应温度为55℃、氮硫摩尔比为2.4∶1时,磷石膏对CO2的固碳率最高,高达89.6%。研究结果对磷石膏的资源化利用和CO2固定具有重要的环境意义。     

硫酸-无机盐中脱硫石膏水热合成硫酸钙晶须

以脱硫石膏为原料,利用水热法在硫酸-无机盐-水体系中成功制备出硫酸钙晶须。借助SEM、图像粒度分析等方法,考察反应温度、时间、硫酸浓度、晶型控制剂等条件对晶须形貌及长径比的影响,并初步讨论硫酸-无机盐-水体系对晶须成核和生长过程的影响。结果表明:在硫酸-无机盐-水体系中,反应温度、反应时间、硫酸浓度和晶型控制剂的类型,都会改变硫酸钙晶须的平均长径比。制备硫酸钙晶须的最优工艺条件为:脱硫石膏质量分数5%,反应温度135℃,反应时间150 min,硫酸浓度10-3 mol/L,使用的晶型控制剂为氯化铜(质量分数为0.17%)。在此条件下制备的半水硫酸钙晶须平均长径比可达到74.38。     

醇-无氯盐体系磷石膏制备α-半水石膏的研究

为解决醇水法以磷石膏为原料制备α-半水石膏醇耗量大、反应时间长等问题,采用丙三醇、硝酸锌、硫酸钾的醇盐反应体系,以N-[3-(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺(KH792)为改变晶体形貌的偶联剂,制备α-CaSO_4·0.5H_2O。试验所得较优工艺条件为:液固比5∶1,温度105℃,醇水比25%,硝酸锌掺量25%,硫酸钾掺量3%,溶液p H值6,反应时间4 h,KH792掺量0.5%。醇盐体系中掺入3%硫酸钾有效缩短了脱水反应时间,掺入0.5%KH792使晶体从长柱状体变为片状或多孔柱状体,有效促进了晶体的二次发育。     

高镁磷尾矿制备二水硫酸钙晶须的研究探讨

以高镁磷尾矿为原料,采用常压酸化法制备二水硫酸钙晶须,通过单因素条件试验考察了H~+浓度、Mg~(2+)浓度、PO_4~(3-)浓度及Fe~(3+)浓度等因素对晶须长径比的影响,并通过对比试验探究了滴加方法及酸解液陈化的影响。结果表明,制备硫酸钙晶须的最佳工艺条件为:在反滴且酸解液陈化的前提下,H~+浓度为3 mol/L,Mg~(2+)浓度为3.27 mol/L,PO_4~(3-)为1.112 mol/L,同时尽量除去Fe~(3+),在此条件下制备而成的硫酸钙晶须长径比达到50以上,且形貌均一。     

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。     

微波醇水体系下制备α-半水石膏晶须的研究

以微波辐照取代常规热源,常压下以磷石膏为原料,在Na_2SO_4-醇水反应体系中制备α-半水石膏晶须。研究了反应温度、时间及Na_2SO_4掺量等因素对α-半水石膏晶须组分、微观形貌及转化速率的影响规律,分析了相关机理。结果表明,随反应温度升高及Na_2SO_4掺量增加,磷石膏中主要成分二水硫酸钙向α-半水石膏晶须的转化速率加快,但α-半水石膏晶须长径比随Na_2SO_4掺量增加呈现先增大后减小的趋势,Na_2SO_4加入后Na元素参与了二水硫酸钙向α-半水石膏晶须的转变过程,且α-半水石膏晶须表面上Na元素含量随Na_2SO_4掺量的增加而增加;当反应温度为100 ℃,Na_2SO_4掺量4%时,40 min即可完成二水硫酸钙向α-半水石膏晶须的完全转化,制备出的α-半水石膏晶须长径比约为39。     

外加剂对H_2SO_4-H_2O体系无水硫酸钙晶须形貌的影响

以磷石膏为原料,在H_2SO_4-H_2O体系,采用水热法制备无水硫酸钙晶须。研究了十二烷基磺酸钠和聚乙二醇对无水硫酸钙晶须形貌的影响,并探讨其作用机理。结果表明,外加剂对磷石膏晶须形貌影响较大,但不影响物相组成。十二烷基磺酸钠对无水硫酸钙晶核的形成有抑制作用,并且随着十二烷基磺酸钠加入量的增加,抑制作用越强;聚乙二醇对无水硫酸钙晶须的生长有促进作用,且当其加入量为1%时,制备的无水硫酸钙晶须平均直径为0.5μm,长度为23μm,且结晶良好。     

有机转晶剂对常压盐溶液法制备的α-半水石膏晶体形态的影响

以山东华能电厂烟气脱硫石膏为原料,采用常压盐溶液法制备α-半水石膏(α-HH)。分别以己二酸、柠檬酸、EDTA、丁二酸、草酸为转晶剂,考察其对合成α-HH晶体形态的影响。结果表明,当盐溶液浓度为20%、料浆浓度为20%、p H值为自然p H、反应温度为95℃、反应时间为3 h时,5种有机酸转晶剂对α-HH晶体形态均有影响;但以己二酸、柠檬酸、草酸为转晶剂时,获得的α-HH晶体形态均不理想;添加0.04%的丁二酸或0.07%的EDTA时,获得的产品较佳。XRD分析结果验证了获得的产品为α-HH,TEM分析表明,添加0.04%的丁二酸时获得的α-HH晶体质量较添加0.07%的EDTA时的晶体质量好。     

硫酸钙晶须对磷建筑石膏性能影响

研究了不同掺量与不同分散方式下硫酸钙晶须对磷建筑石膏的流动度、凝结时间、绝干抗折强度、绝干抗压强度、吸水率及软化系数的影响,并通过SEM对磷建筑石膏进行微观分析。结果表明:不同分散方式下,硫酸钙晶须对磷建筑石膏的各项性能均有影响,且湿掺分散下各项性能优于干掺分散。     

反应条件对脱硫石膏晶须生长行为的影响

以脱硫石膏为原料,采用水热法工艺制备硫酸钙晶须。借助XRD、高分辨显微镜等分析方法,深入探讨了反应温度和反应时间对硫酸钙晶须生长过程的影响。结果表明:利用脱硫石膏可以制备出硫酸钙晶须;随着反应温度的升高和反应时间的延长,硫酸钙晶体的长径比呈先升高后降低的趋势;当反应温度为140℃、反应时间为120min时,长径比达到最大,其值为48.17。     

金属离子对硫酸钙晶须形貌影响的试验研究

以脱硫石膏为原料制备硫酸钙晶须,研究反应温度、反应时间、金属离子的种类和浓度对硫酸钙晶须形貌、尺寸的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对硫酸钙晶须物相及形貌进行表征。结果表明:反应温度、反应时间、金属离子的种类和浓度都会影响硫酸钙晶须的形貌。制备硫酸钙晶须的最佳工艺条件为:浆料质量分数为2%,反应时间为90 min,硫酸浓度为2 mol/L,搅拌速率为150 r/min,氯化镁为晶型控制剂(浓度为17 mmol/L),所制备出硫酸钙晶须的平均长径比为148,平均直径2.2μm。Mg2+通过吸附在晶体的表面对硫酸钙晶须的形貌产生影响,而Al3+对硫酸钙晶须的形貌影响是其被纳入晶体造成。     

大长径比硫酸钙晶须的制备及形貌研究

以天然石膏为原料采用水热法制备半水硫酸钙晶须,SEM观察晶须形貌及分析长径比。考察了外加剂、原料粒度、水热温度、pH值、初始料浆浓度、水热时间对硫酸钙晶须形貌影响。结果表明:外加剂提高了天然石膏在水中的溶解度;原料粒度会影响天然石膏的溶解速率,粒度越小溶液越容易达到过饱和状态;水热温度在 < 100 ℃时较难生成硫酸钙晶须;溶液pH值可改变溶液离子质量分数,随着pH值升高晶须平均直径逐渐减小,同时会导致外加剂失效;料浆浓度越高,晶须生长空间越小,溶液体系离子迁移速度降低。在原料粒度4 μm、料浆浓度5%、CuCl₂ 1.5%（相对于天然石膏质量）、水热温度120 ℃、pH=5.3、水热时间140 min的条件下,制备出平均直径1~2 μm、长径比达160的半水硫酸钙晶须。      

过氧化氢氧化增白磷石膏的工艺研究

以工业固体废弃物磷石膏为研究对象,采用先酸处理后氧化的方式对磷石膏进行增白,考察酸的质量分数、过氧化氢质量分数、固液比(质量比)、处理时间对磷石膏白度的影响。结果表明,在室温下,先用硫酸处理,再用过氧化氢对磷石膏进行氧化增白,当磷石膏与硫酸的固液比(质量比)为1∶4,硫酸质量分数为20%,酸处理时间为2.0 h,磷石膏与过氧化氢固液比为1∶6,H₂O₂质量分数为20%,氧化处理时间为1.5 h时,磷石膏白度可从33.7%提高到64.3%,增白效果明显,满足用于生产建材行业石膏粉的白度要求。     

常压水热法制备半水脱硫石膏的工艺因素研究

以脱硫石膏为原料,采用常压水热法制备α-半水石膏,分别研究盐溶液浓度、反应温度、固液比和pH值等单因素对半水石膏晶貌及转化率的影响,并进行各因素的敏感性分析.结果表明,盐溶液浓度是最关键的因素,各因素的敏感性高低为:浓度＞pH值＞温度＞固液比.     

磷石膏常压无氯盐溶液法制备硫酸钙晶须

以Ca(NO_3)_2溶液为反应介质,在常压无氯盐溶液条件下克服了氯离子腐蚀工业设备、污染自然环境等弊端,研究了Ca(NO_3)_2质量分数、磷石膏质量分数、pH值、反应温度对硫酸钙晶须生成的影响,分析影响机理。结果表明,在Ca(NO_3)_2质量分数为30%,磷石膏质量分数为12%,pH值为3,反应温度为103℃,反应时间为4 h的条件下,制备出平均长度400μm左右、平均长径比为53,形貌均一的硫酸钙晶须。     

常压酸水体系制备无水硫酸钙晶须及形貌调控

以脱硫石膏为原料,在H2O-H2SO4常压水热体系中制备无水硫酸钙晶须,分别研究柠檬酸和聚丙烯酸对晶须形貌的影响.结果表明,随着有机酸含量的增加,晶须平均直径减小,片状晶体含量降低.制备无水硫酸钙晶须最佳条件为添加1％柠檬酸,所得晶须直径为0.2～1μm,长径比约为30.     

硫酸铁对硫酸钙晶须形貌影响研究

以某轧钢厂酸洗液的中和渣为原料,采用水热法制备硫酸钙晶须,利用XRD、SEM、EDS等手段对晶须产品进行了表征,系统研究了硫酸铁对硫酸钙晶须形貌的影响机理。结果表明,铁离子对硫酸钙晶须生长有不利影响,在利用水热法制备晶须时,Fe~(3+)主要以Fe(OH)_3形式存在,通过吸附在硫酸钙晶须的(111)晶面上,降低了晶须的表面能并限制该晶面的生长速率。此外,溶液中SO_4~(2-)可产生同离子效应,进而抑制二水硫酸钙溶解反应的进行,减弱二水硫酸钙溶解速率。在两者的联合作用下,导致生成的硫酸钙晶须数量减少,且其长径比相对较小,形貌转变为颗粒状和板状等形貌。研究可实现废酸中和渣的综合利用,并提高工业副产品的附加值。     

外掺料对石膏基复合材料力学性能的影响

固体废弃物石膏的再利用和高强高性能石膏材料的开发一直是国内外学者研究的热点。以脱硫建筑石膏、水泥和矿渣为主要原料,掺加化学外加剂、化工废石膏和硫酸钙晶须,制备出石膏-水泥-矿渣复合材料。研究聚羧酸高效减水剂和柠檬酸缓凝剂、化工废石膏和硫酸钙晶须的掺量对该复合材料力学性能的影响。研究结果表明:聚羧酸高效减水剂和柠檬酸缓凝剂在石膏基复合材料中的最佳掺量分别为1.0%和0.08%。当煅烧化工废石膏掺量为12%时,石膏基复合材料的7 d抗折和抗压强度分别为3.7 MPa和12.0 MPa,其中抗压强度比空白样还高了0.1 MPa。当硫酸钙晶须的掺量增加到3%时,掺有煅烧化工废石膏的石膏基复合材料的28 d抗折强度为8.2 MPa,28 d抗压强度为31.5 MPa,其值和未掺化工废石膏和硫酸钙晶须试样的力学性能相当。