探讨二水硫酸钙结晶过程
二水硫酸钙脱水
二水硫酸钙脱水1.引言1.1 概述概述二水硫酸钙（CaSO4·2H2O）是一种常见的矿石和多用途化学品，具有广泛的应用领域，特别是在工业和农业中。
其在建筑材料制造、石膏板生产、农田改良以及水处理等方面都有重要作用。
本文旨在研究二水硫酸钙在脱水过程中的性质和相关应用。
首先将介绍脱水过程的原理和机制，探讨二水硫酸钙的物理化学特性及其对脱水过程的影响。
随后，将对二水硫酸钙的应用进行详细阐述，并列举相关实例和案例。
本文的目的是通过对二水硫酸钙脱水过程的深入研究，为相关领域的从业人员提供有价值的信息和技术支持。
通过对脱水过程的分析和实验数据的解读，我们可以更好地理解二水硫酸钙的特性和应用，为相关产业的发展提供参考和指导。
在接下来的章节中，我们将详细介绍脱水过程的原理和机制，探讨二水硫酸钙的性质，例如其晶体结构、溶解性等。
通过对这些关键信息的研究，我们将更好地了解脱水过程中的各种影响因素，以及如何优化脱水过程以达到最佳效果。
希望通过本文的研究，能够为相关领域的科学家、工程师和决策者提供有关二水硫酸钙脱水的重要信息和参考资料，推动该领域的发展和进步。
同时，也希望通过我们的努力，能够为环境保护和资源循环利用提供可行的解决方案，并推动可持续发展的进程。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：文章结构部分的内容主要是介绍整篇文章的组织结构和排列顺序，以帮助读者更好地理解文章的内容和思路。
本文将按照以下结构依次进行介绍。
首先，引言部分将概述本篇文章的主题和研究目的，以及展望本文的结构和重点。
接下来，正文部分将详细讲解二水硫酸钙脱水过程和其性质。
在正文的第一部分，将详细介绍二水硫酸钙脱水过程的原理、机制和条件。
通过分析二水硫酸钙分子的组成和结构以及反应过程的特点，揭示了脱水过程中所涉及到的关键步骤和影响因素。
在正文的第二部分，将重点介绍二水硫酸钙的性质。
这包括物理性质和化学性质的描述，如颜色、溶解度、热稳定性等。
二水硫酸钙物料平衡
二水硫酸钙物料平衡二水硫酸钙，化学式CaSO4·2H2O，是一种常见的无机化合物。
它是一种白色结晶固体，具有吸湿性和可溶性。
下面将为你带来关于二水硫酸钙物料平衡的全面介绍，希望对你有所帮助。
首先，我们来了解二水硫酸钙的制备方法。
二水硫酸钙通常通过二氧化硫气体与石膏反应制得。
其反应方程式为：CaCO3 + H2SO4 + 2H2O → CaSO4·2H2O↓ + CO2从反应方程中可以看出，二氧化硫气体和石膏是制备二水硫酸钙的主要原料。
其中，石膏即是天然存在的矿石，也可通过脱硫石膏等工业副产品获取。
而二氧化硫则是从工业废气中以及燃煤等过程中收集得到的。
二水硫酸钙的制备过程需要注意一些条件。
首先，反应温度一般较高，通常在100℃左右。
其次，反应过程需要有充足的水分存在以促进反应的进行。
在反应过程中，CO2气体被放出，同时固体二水硫酸钙形成，可以通过降低温度让其从溶液中析出。
最后，过滤和干燥是制备过程中必不可少的步骤，以得到最终的纯净二水硫酸钙产品。
除了制备方法，我们还需要了解二水硫酸钙的应用。
由于其良好的溶解性，二水硫酸钙广泛应用于建材、化肥和制药等领域。
在建材领域，二水硫酸钙可以作为黏结剂，用于制备粘结砂浆和水泥制品，如石膏板和石膏装饰品。
在化肥领域，二水硫酸钙可作为钙肥和硫肥使用，提供植物所需的营养元素。
在制药领域，二水硫酸钙可以用于制备药物中的钙补充剂和药用石膏。
此外，二水硫酸钙还具有环境治理的应用价值。
二水硫酸钙可以作为脱硫剂，用于烟气脱硫，减少工业废气中的二氧化硫排放，从而减少酸雨的形成。
二水硫酸钙还可用于水处理过程中的矿物沉淀，净化和改善水质。
在使用二水硫酸钙的过程中，需要注意其安全性和环境保护。
二水硫酸钙具有刺激性，接触眼睛和皮肤后应立即冲洗。
同时，处理废弃物时应遵循环境法规，以确保其安全处理和处置。
综上所述，二水硫酸钙是一种重要的化学物料，广泛应用于建材、化肥和制药等领域。
硫酸钙结构式
硫酸钙结构式
硫酸钙的晶体结构式有两种主要形式，分别如下：
1.对于二水硫酸钙（即生石膏，CaSO₄·2H₂O），其结构式为[-Ca-SO ₄-Ca-SO₄-]，延伸在垂直于ab面的c轴上。
晶体结构由SO₄²⁻离子四面体与Ca²⁺离子联结而成(010)的双层，双层之间通过H₂O分子联结。
其完全解离即沿此方向发生；在晶体结构中Ca²⁺离子的配位数为8，与相邻的4个SO₄²⁻离子四面体中的6个O²⁻离子和两个H₂O分子联结，H₂O分子与SO₄²⁻离子四面体中的O²⁻离子以氢键相连，H₂O分子之间以分子键相连。
2.对于半水硫酸钙（即熟石膏，CaSO₄·1/2H₂O），其晶体结构中的[-Ca²⁺-SO₄²⁻]链在c轴方向上延伸，并形成大约直径为4A的渠，结晶水分子以近似于三重螺旋对称存在于渠中。
以上信息仅供参考，如需硫酸钙的更多信息，建议查阅相关书籍或咨询化学专家。
1。
二水石膏、半水石膏、无水石膏[讲解]
![二水石膏、半水石膏、无水石膏[讲解]](https://img.taocdn.com/s3/m/7b74a1245b8102d276a20029bd64783e09127d78.png)
二水石膏：简介:二水石膏的分子式是CaSO4,2H2O,其化学结构师有2个结晶水的硫酸钙晶体，在不同条件的加热处理中其结构水容易脱出，成为各种晶体的半水石膏和无水石膏。
当温度在65℃时加热，二水石膏就开始释出结构水，但脱水速度比较慢。
在107℃左右、水蒸气压达971mmHg时，脱水速度迅速变快。
随着温度继续升高，脱水更为加快，在l 70—l90℃时，二水石膏以很快的速度脱水变为α—半水石膏或β—半水石膏。
当温度继续升高到220℃和320～360℃时，半水石膏则继续脱水变为α可溶性的无水石膏。
但220℃条件下生成的无水百膏比较容易在空气中吸水变成半水石膏。
在450一750℃期间变成的无水石膏则为不溶性无水石膏。
这种无水石膏即我们通常说的“死烧"石膏；它很难溶于水，几乎不凝结，而且不具有强度。
在800℃时，无水石膏开始分解为CaO和SO2 加O2 等，这时的凝结能力主要是靠CaO的凝结作用而不是石膏了。
这种分解在1050℃以后更为激烈，到1350℃才结束。
在还原气氛下，有利于CaSO4 的分解。
溶解度：固化后的二水石膏,通过长期放置后,它在水中的溶解度会不会降低？不会的，固化后的二水石膏,通过长期放置后会脱水变成石膏，在资料显示：二水石膏为2.08g/L，α-半水石膏为 6.20g/L，β-半水石膏为8.15g/L，可溶性无水石膏为6.30g/L，天然无水石膏为2.70g/L。
所以它的溶解度不会降低反而升高！应用：(1)经漂洗烘干后用于水泥工业做缓凝剂(2)经漂洗甩干后用于生产普通β型石膏粉，并生产石膏砌块、大板等石膏制品；(3)直接用于农业，做土地的改良剂；(4)直接用于筑路材料。
石膏与二水石膏：理论上石膏与水搅拌时进行化学反应需要的水量为18.6%；在模型制作过程中，实际加水量比此数值大的多，其目的是为了获得一定流动性的石膏浆以便浇注，同时能获得表面光滑的模型；多余的水分在干燥后留下很多毛细气孔，使石膏模型具有吸水性。
湿法磷酸生产过程中控制硫酸钙结晶的研究_王良士
2. 3 结晶温度的影响
在液固比为 4B1、硫酸化学计量比为 1. 05、硫
酸钙晶种添加量为 10 g、磷酸质量分数为 21% 、
活性添加剂 PEG4000 的添加量为 0. 2 g 的条件
下, 考察了温度对硫酸钙结晶形貌的影响, 示于图
3。
a. a = 1; b. a = 1. 05; c. a = 1. 1; d. a = 1. 2 图 2 硫酸化学计量比对硫酸钙结晶形貌的影响
X 收稿日期: 2007- 11- 19 基金项目: 国家 863 计划资助项目: 2006A A06Z126。 作者简介: 王良士( 1982- ) , 男, 福建晋江人, 硕士。 通讯联系人: 龙志奇, E- mail: longzh iqi@ vip. 163. com。
#1#
#试验研究#
IM & P 化工矿物与加工
提高磷酸质量分数即提高了液相黏度, 不利于溶
质分子扩散, 从而使结晶速度变慢, 导致结晶条件
恶化。同时湿法磷酸生产中, 提高溶液的磷酸质
量分数,
会增大
H
PO
24
的质量分数,
从而增大了
HP O42- 取代晶格中的 SO42- 的倾向[ 7] 。因此, 较
低的磷酸质量分数更有从而减少 P2O 5的工艺损失, 同时还可 降低酸解液中的氟硅酸盐对滤布堵塞的危险。所
晶, 粒径平均为 10 Lm, 长度为 30 Lm。 3 结论
湿法磷酸生产过程中加入晶种可降低粒子成
核自由能, 有效防止溶液的过饱和程度过高, 有利 于硫酸钙结晶; 控制合适的 SO42- 质量分数可以 降低溶液的过饱和度, 减慢晶核形成的速率, 为晶
体的成长创造良好的条件, 在硫酸化学计量比为 1. 1 时可形成易于洗涤和过滤的类球状聚晶; 降
硫酸钙晶须制备工艺及应用研究
硫酸钙晶须制备工艺及应用研究吴学东;钟辉;辜晓芸【摘要】At present, there are many studies on inorganic whisker materials in China. Calcium sulfate whisker is a gypsum whisker, because of its green environmental protection, higher performance-price ratio, wide application, the study on the calcium sulfate whisker has gotten wide attention. In this paper, preparation methods and application prospect of the calcium sulfate whisker were summarized, some problems were discussed and some relevant suggestions were put forward.%目前国内对无机晶须材料的研究很多,硫酸钙晶须即石膏晶须,由于其具有绿色环保、性价比高、应用范围广等特点,其研究得到了广泛重视.概述了近年来硫酸钙晶须的制备方法、应用前景等,探讨了一些存在的问题并提出相关建议和意见.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2012(041)001【总页数】3页(P75-77)【关键词】硫酸钙晶须;制备;应用【作者】吴学东;钟辉;辜晓芸【作者单位】成都理工大学材料与化学化工学院,四川成都610059;成都理工大学材料与化学化工学院,四川成都610059;海相沉积深层卤水开发和综合利用四川省重点实验室,四川邛崃611530;成都理工大学材料与化学化工学院,四川成都610059【正文语种】中文【中图分类】TQ125.14硫酸钙晶须即石膏晶须，分为无水硫酸钙（CaSO4）晶须、半水硫酸钙（CaSO4·0.5H2O）晶须和二水硫酸钙（CaSO4·2H2O）晶须3种。
探讨二水硫酸钙结晶过程
专业课题名称：探讨二水硫酸钙结晶过程课题学习要求:1、了解二水硫酸钙结晶过程；2、分析影响二水硫酸钙结晶因素。
探讨二水硫酸钙结晶过程湿法磷酸生产技术在某种意义上可以说是一项结晶技术，因为只有保持良好的硫酸钙结晶，才能保证湿法磷酸生产正常进行。
根据不同的硫酸钙结晶化合物的形态，可以将湿法磷酸生产划分为二水、半水、半水一二水、二水一半水、无水等多种工艺。
由于二水物磷酸对磷矿的适应性强，生产条件相对宽松，因此二水物工艺在世界上应用最为广泛。
在化学工业和能源生产中，结垢是一个长期存在而又难以解决的实际问题。
在多数情况下，垢主要由碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐组成。
结垢会给工业生产带来严重危害，如硫酸钙垢析出后附着在设备传热面表面，会使其传热效率显著降低，同时增加泵输送流体的能耗，生产系统需要经常清洗。
硫酸钙作为垢的重要组成部分，它的主要存在形式按溶解度递增顺序为CaSd2H2O(CSD),CaSO(CSA)及CaSC41/2H2O(CSH)。
实验表明，在较低过饱和度下，二水硫酸钙晶体生长过程主要受表面反应控制。
影响CaS042H20晶体生长的主要因素有：溶液的过饱和度、离子强度、温度、粒径及外界杂质通过吸附或品格取代而对晶体生长产生较大的影响。
在湿法磷酸生产过程中.主要的化学反应方程式为：Ca5F(PO4)3+5H2SO4+nH20—3H3P04+5CaSO4nH20+HF二水硫酸钙结晶的实质是反应结晶过程，其中包含反应和结晶2种过程。
在反应结晶过程中，通常还伴随着粒子的老化、聚结和破裂等二次过程。
结晶过程又包括晶核形成和晶体生长2个阶段，其中晶核的形成有初级成核和二次成核2种模式。
实验表明，在较低过饱和度下，二水硫酸钙晶体生长过程主要为表面反应控制。
典型的二水硫酸钙结晶为斜方晶体，其长宽比为2〜3。
但在湿法磷酸生产中得到的晶体，由于磷矿杂质含量不同、生产操作的工艺条件不同，造成了较大差异。
具体影响硫酸钙结晶过程的因素有如下方面：1、CaS04浓度的影响溶液中CaSd的浓度是二水硫酸钙晶体外形及颗粒大小的重要因素，是湿法磷酸生产中首要的控制条件。
湿法脱硫系统中二水硫酸钙结晶特性分析
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能表征结晶诱导时间"其测定结果与电导率法一致( 脱硫系统中含 有 X2c+73$i+61i时 会 降 低 石 膏 的
品质( 因为 X2c+73$i+61i能 够 改 变 二 水 硫 酸 钙 成 核 的势垒"从 而 改 变 其 结 晶 过 程 )9N&&* ( 研 究 表 明% 73$i 和 X1$i有着类似的 结 构"共 同 属 于 碱 金 属 的 范 畴"可 在水系统中产生 同 离 子 效 应" 而 X2c和 61i可 产 生 盐 效应"三者均可增加二水硫酸钙的溶解度)&$* "因此考
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探讨二水硫酸钙结晶过程
湿法磷酸生产技术在某种意义上可以说是一项结晶技术，因为只有保持良好的硫酸钙结晶，才能保证湿法磷酸生产正常进行。
根据不同的硫酸钙结晶化合物的形态，可以将湿法磷酸生产划分为二水、半水、半水—二水、二水—半水、无水等多种工艺。
由于二水物磷酸对磷矿的适应性强，生产条件相对宽松，因此二水物工艺在世界上应用最为广泛。
在化学工业和能源生产中，结垢是一个长期存在而又难以解决的实际问题。
在多数情况下，垢主要由碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐组成。
结垢会给工业生产带来严重危害，如硫酸钙垢析出后附着在设备传热面表面，会使其传热效率显著降低，同时增加泵输送流体的能耗，生产系统需要经常清洗。
硫酸钙作为垢的重要组成部分，它的主要存在形式按溶解度递增顺序为CaSO4·2H2O(CSD)，CaSO4(CSA)及CaSO4·1/2H2O(CSH)。
实验表明，在较低过饱和度下，二水硫酸钙晶体生长过程主要受表面反应控制。
影响CaSO4·2H2O晶体生长的主要因素有：溶液的过饱和度、离子强度、温度、粒径及外界杂质通过吸附或晶格取代而对晶体生长产生较大的影响。
在湿法磷酸生产过程中．主要的化学反应方程式为：
Ca5F(PO4)3+ 5H2SO4+ nH2O一3H3PO4+ 5CaSO4·nH2O + HF
二水硫酸钙结晶的实质是反应结晶过程，其中包含反应和结晶2种过程。
在反应结晶过程中，通常还伴随着粒子的老化、聚结和破裂等二次过程。
结晶过程又包括晶核形成和晶体生长2个阶段，其中晶核的形成有初级成核和二次成核2种模式。
实验表明，在较低过饱和度下，二水硫酸钙晶体生长过程主要为表面反应控制。
典型的二水硫酸钙结晶为斜方晶体，其长宽比为2～3。
但在湿法磷酸生产中得到的晶体，由于磷矿杂质含量不同、生产操作的工艺条件不同，造成了较大差异。
具体影响硫酸钙结晶过程的因素有如下方面：
1、CaSO4浓度的影响
溶液中CaSO4的浓度是二水硫酸钙晶体外形及颗粒大小的重要因素，是湿法磷酸生产中首要的控制条件。
在一定限度内，过量硫酸的存在可以降低溶液的过饱和度，减慢晶核形成的速率，为晶体的成长创造良好的条件。
在硫酸质量分数处于低水平时，硫酸质量分数对结晶过程影响明显，但硫酸质量分数过高时，影响程度逐渐减弱。
当硫酸质量分数较低时，晶体的成核速率较大，粒数密度较高，晶体十分细小；随着硫酸质量分数的增加，晶体明显长大，呈棒状；但硫酸质量分数提高到一定限度时，晶体的大小并没有明显的变化，而晶形呈针状，这种结晶在实际生产中可能造成不利的影响，不易洗涤，还有可能发生包裹现象。
另外，剩余硫酸浓度过大会导致磷矿钝化。
因此在生产工艺中，应该适当控制硫酸的浓度，以得到良好的晶体，满足工业生产需要。
2、磷酸浓度的影响
湿法磷酸生产中，提高溶液的磷酸浓度，将提高HPO42-浓度，从而增大了HPO42-取代晶格中的CaSO42-的倾向。
同时，由于磷酸浓度的提高，溶液的粘度也相应增大，使得通过扩散来消除局部过浓更加困难，其结果是使核晶过程和取代作用更加剧烈，并导致结晶条件的恶化。
增加溶液的粘度还给晶体的成长过程造成困难，难以获得粗大的晶体，从而增大P2O5的工艺损失。
相反，降低磷酸浓度会使硫酸钙结晶变得粗大，同时还可降低酸解液中的氟硅酸盐对滤布堵塞的危险。
3、结晶温度的影响
提高反应温度使溶液的粘度降低，有助于离子的扩散，改善结晶过程的条件。
随着反应温度的升高，晶体的平均尺寸逐渐变大，但其形状并没有太大的变化，都呈针状。
这主要是由于随着反应温度的升高，酸性介质中CaSO4的溶解度逐渐增大。
过饱和度逐渐减小，使成核速率减小，从而导致晶体成长速率逐渐增加，晶体明显长大。
但高温条件会增加材料腐蚀的危险和增大杂质在酸解液中的溶解度，并使真空过滤机清洗周期缩短。
因此，在实际生产中应适当控制系统的结晶温度。
4、平均停留时间的影响
平均停留时间是磷酸装置设计的重要参数。
停留时间会影响晶核粒数密度和晶体的线生长速率。
实验表明，平均停留时间太长或太短都会使生成的结晶细小，选择适宜的停留时间可以使晶体变得粗大、均匀。
停留时间太短，晶核密度很大，生成的晶体质量较差细小而不均匀；随着停留时间的增加，晶体变得大而均匀；但停留时间过长时，晶体又变得细小，这可能导致大量二次晶核生成，晶体的成长速率明显变小。
另外，当酸解槽容积一定时，反应时间越长装置产量越低，相反则可提高产量。
5、溶液过饱和度的影响
结晶理论知道，对于大多数结晶过程，过饱和度是影响晶体线生长速率与晶核粒数密度的关键因素。
在结晶动力学中，成核速度与溶液的过饱和度的n次方成正比，晶体的成长速度也与溶液的过饱和度的m次方成正比。
但在实际的操作中，为了控制晶体的粒度，需要控制晶核的数量，另外，过饱和度还对晶体的晶习产生影响。
所以在工业生产中，过饱和度并非越大越好，应根据具体需要将过饱和度控制在适当的范围内。
磷酸生产中，溶液的初始饱和度非常重要，生成晶体的尺寸与它有关。
初始过饱和度愈大，成长晶体的尺寸则愈小，但同时晶体成核延迟时间也越短。
湿法磷酸生产中，为了获得粗大，均匀的石膏结晶，总是力求在恒定过饱和度的条件下进行结晶。
目前的磷酸工厂全部都是采用连续方式进行生产的，并都是采用回浆的办法有效地控制恒定的过饱和度。
6、料浆的固含量的影响
料浆中固含量的增加，增大了结晶的有效表面积，使溶液的过饱和度降低，从而加快了结晶的成长速率，减慢成核过程。
但料浆固含量太高，会影响磷酸料浆的输送和搅拌。
相反，固含量降低，则有利于硫酸钙晶核的形成及其过滤速度的提高，同时也增加了过滤机及反应槽的负荷。
在实际生产条件下，固含量可综合考虑各种条件。
在较大范围内改变。
7、搅拌强度的影响
在二水硫酸钙结晶过程中，搅拌强度对结晶过程的影响很大。
搅拌速度过快，晶体容易被打碎，并使介稳区变窄，二次成核速率增加，晶体粒度变细；搅拌速度太慢又不利于料浆均匀悬浮。
另一方面，加大搅拌强度有利于分子扩散，消除局部过浓，获得均匀的过饱和度，对分解过程与结晶过程都有利，从而使P2O5。
取代有所减轻。
改善了结晶条件。
8、外界杂质的影响
磷矿中杂质是影响二水物湿法磷酸生产的一个重要控制因素。
二水物湿法磷酸生产能力提高的关键在于生产过程中，萃取槽里生成的二水硫酸钙的结晶性能。
良好的结晶形态可大大提高过滤速率；易碎的薄片状斜方晶体在抽滤时将严重阻塞过滤孔道，降低过滤速率。
而结晶性能的好坏在很大程度上取决于矿石中杂质情况。
9、活性添加剂的作用
湿法磷酸生产中改性剂的研究，早有相关的报导。
改性剂的种类很多，其中有机物中有酰胺类盐，烷基苯磺酸盐，脂肪醇和烷基酚的环氧乙烷加合物等；无机物中有硫酸铵，硝酸铵，活性硅和铝等。
磷矿萃取过程中添加改性剂的研究，多以专利形式发表，对其作用原理研究较少，其影响情况也因试剂的不同而异。
另外，活化疏松剂的加人对结晶过程的影响也很大，它使结晶成核速率大幅度地下降，晶体成长速率加快，晶体大小也明显增加。
活化疏松剂对结晶过程的影响也会因其类型的不同而有较大差异。
加入添加剂氯化铜、铁氰化钾也对晶体生长具有促进作用，重铬酸钾在低浓度下能抑制晶体生长，高浓度时则促进其生长口。
湿法磷酸生产过程的关键是硫酸钙结晶技术，在适宜的稳定的结晶条件下，保持装置长周期运行，提高P2O5 得率，提高过滤级磷酸浓度，同时减少能耗，保护环境，以获得最大的社会效益和经济效益，才是湿法磷酸生产过程中的最终目的，控制二水硫酸钙结晶过程应围绕着社会和经济综合效益而确定，不宜只追求单一的目标。