工业副产石膏提纯及制备异形碳酸钙与硫酸钙晶须的研究

西南科技大学硕士研究生学位论文第VI页

1绪论 (1)

1.1 立题背景和立题思路 (1)

1.2 国内外研究现状 (2)

1.2.1 工业副产石膏综合利用的研究 (2)

1.2.2工业副产石膏制备碳酸钙的研究 (4)

1.2.3工业副产石膏制备硫酸钙晶须的研究 (5)

1.2.4 硫酸钙可溶性研究 (6)

1.2.5 异性碳酸钙的制备研究 (9)

1.2.6 存在的问题及发展趋势 (10)

1.3 选题的依据及意义 (11)

1.4主要研究内容 (12)

1.5主要研究成果 (13)

1.6主要创新点 (13)

1.7主要工作量 (14)

2工业副产石膏的矿物学特征 (16)

2.1工业副产石膏样品描述 (16)

2.1.1样品的外观形貌 (16)

2.1.2样品含水率的测定 (16)

2.2化学成分分析 (17)

2.3物相分析 (17)

2.4微观形貌 (18)

2.5热学性质分析 (20)

2.6颗粒学特征分析 (20)

2.7本章小结 (21)

3工业副产石膏盐浸提纯与固碳制备异形碳酸钙的工艺研究 (22)

3.1工业副产石膏盐浸促溶除杂机理与技术参数的确定 (22)

3.1.1实验 (22)

3.1.2结果与讨论 (23)

3.2盐浸液固碳制备菱面体形碳酸钙 (28)

3.2.1实验 (28)

3.2.2结果与讨论 (30)

西南科技大学硕士研究生学位论文第VII页

3.3 盐浸液固碳制备球形碳酸钙 (37)

3.3.1 实验 (37)

3.3.2结果分析与讨论 (38)

3.4样品CaCO3的技术指标 (44)

3.5异形碳酸钙的合成机理 (45)

3.6本章小结 (46)

4工业副产石膏酸浸提纯与硫酸钙晶须的制备工艺研究 (48)

4.1实验 (48)

4.1.1实验原理 (48)

4.1.2实验试剂与仪器 (48)

4.1.3实验步骤 (49)

4.2结果与讨论 (50)

4.2.1盐酸浓度的影响 (50)

4.2.2酸浸温度的影响 (55)

4.2.3酸浸液循环次数的影响 (59)

4.2.4工业副产石膏优化条件下制备产物的分析 (65)

4.2.5工业副产石膏的酸浸促溶机理 (68)

4.3本章小结 (70)

5综合评价研究 (72)

5.1环境效益评价 (72)

5.2工艺应用性评价 (74)

5.3产品市场与经济评价 (75)

5.3.1异形碳酸钙 (75)

5.3.2硫酸钙晶须 (77)

5.4本章小结 (78)

结论 (79)

致谢 (81)

参考文献 (82)

攻读硕士期间发表的学术论文及研究成果 (90)

西南科技大学硕士研究生学位论文第1页 1绪论

工业副产石膏是指工业生产中由化学反应生成的以硫酸钙（含零至两个结晶水）为主要成分的副产品或废渣。主要包括磷石膏、脱硫石膏、柠檬酸石膏、氟石膏、盐石膏、芒硝石膏、硼石膏、钛石膏等，其中磷石膏和脱硫石膏的产量约占工业副产石膏总量的85%。磷石膏是磷肥企业在生产磷铵化肥过程中排放的以CaSO4·2H2O为主要成分的副产物，是磷铵化肥企业急需解决的大宗固废；脱硫石膏是钙基湿法烟气脱硫过程中，通过石灰（石）浆液烟气脱硫产生的一种工业副产品，是电厂脱硫工艺急需考虑的副产品。

1.1 立题背景和立题思路

随着经济的快速发展，人们的生活水平从各方面得到了很大的提高，在对以往解决温饱的生活质量要求到目前的生活环境尤其是空气质量的高要求，进行了质的飞越。高质量的环境要求迫切需要对大气、水等产生污染的源头进行减污控制。近年来电厂烟气的脱硫处理，在带来清洁空气的同时，也带来了大量的副产物脱硫石膏。农业生产上磷肥的大量使用在带来高产量的同时，遗弃了数量庞大的副产物磷石膏。脱硫石膏与磷石膏的大量堆放浪费土地资源的同时，也浪费了其中富含的钙硫资源。在这个资源越来越短缺的社会，资源的回收利用是必不可少的。因此，工业副产石膏的资源化利用对社会经济的发展、环境保护、土地资源的合理利用有重要的意义。

工业副产石膏的主要成分是二水硫酸钙，是钙硫的潜在资源，合理利用工业副产石膏中的钙硫资源，一方面解决了工业固废的处理处置问题，另一方面增加了钙硫资源，为产废企业带来经济效益。现在越来越多的人们关注工业副产石膏的资源化利用，广大的科研者就工业副产石膏中钙硫的资源化利用进行了大量的研究。目前工业副产石膏的资源化利用主要集中在生产建筑建材，如水泥、水泥缓凝剂、石膏砌块、纸面石膏板等。其次为制备化工产品，如碳酸钙、硫酸钙晶须、硫酸铵等。前者带来的经济效益小，且不能最优化的利用工业副产石膏中的钙硫资源，而后者现均由于工艺过程复杂，且难以有效去除杂质对产品的影响，很难实现工业化处理。