硫酸钙晶须研究报告
工业副产物磷石膏制半水硫酸钙晶须的研究

收稿日期:2015-07-14。
基金项目:国家自然科学基金资助项目(21075026);安徽省高等学校自然科学基金资助项目(KJ2013A228)。
作者简介:侯婷婷(1990—),女,硕士生;通信作者:高大明(1970—),男,教授,dmgao@ 。
引文格式:侯婷婷,江晓敏,郑传阳,等.工业副产物磷石膏制半水硫酸钙晶须的研究[J ].南昌大学学报:工科版,2015,37(3):215-220,251.文章编号:1006-0456(2015)03-0215-06工业副产物磷石膏制半水硫酸钙晶须的研究侯婷婷a ,江晓敏a ,郑传阳a ,高大明b(合肥学院a.生物与环境工程系;b.化学与材料工程系,安徽合肥230601)摘要:固体废弃物磷石膏大量的堆放既占用土地,又会对环境造成污染,以磷石膏为原料制备半水硫酸钙晶须是拓展磷石膏综合利用的新途径。
以安徽新中远化工科技有限公司提供的磷石膏为样品,利用样品磷石膏及经过水洗净化处理的磷石膏为原料,分别在优化的条件下水热和煅烧合成半水硫酸钙晶须。
通过FT-IR 、XRD 、SEM 等对样品与产品进行表征,并对其各项表征结果作对比分析。
结果表明:水洗净化后的磷石膏合成的晶须纯度较高;优化条件下水热和煅烧合成的晶须均为半水硫酸钙晶须,且煅烧合成的晶须效果较水热合成的晶须好。
关键词:固体废弃物;磷石膏;水热和煅烧合成;半水硫酸钙晶须中图分类号:TQ132.32 文献标志码:AStudy on preparation of calcium sulfate hemihydrate whiskerusing industrial by-product phosphogypsumHOU Tingting a ,JIANG Xiaomin a ,ZHENG Chuanyang a ,GAO Daming b(a.Department of Biology and Environment Engineering ;b.Department of Chemistry and Materials Engineering ,Hefei University ,Hefei 230601,China )Abstract :Solid waste phosphogypsum (PG )piled up both occupy the land and cause deleterious pollution tothe environment ,therefore.Thus ,a new strategy for developing the comprehensive utilization of PG was explored to use PG as the raw material to prepare calcium sulfate hemihydrate (CSH )whisKer.PG was utilized as the sample to synthesize CSH whisKer.The sample of phosphogypsum was washed with water to purify as raw materials.Calciumsulfate hemihydrate whisKers were synthesized at optimal conditions by hydrothermal and calcined methods ,respec-tively.FT-IR ,XRD and SEM were recorded to characterize the samples and products.By the comparison and analy-sis of characterization results ,which indicated that the synthesized whisKers from phosphogypsum purified with water were much purer than those of phosphogypsum unpurified.Under the optimized conditions ,both hydrothermal and calcined synthesis whisKers were CSH whisKer ,and the effect of calcined-synthesis whisKer was much better than that of the hydrothermal-synthesis whisKer.Key Words :solid waste ;phosphogypsum ;hydrothermal and calcined synthesis ;calcium sulfate hemihydrate(CSH )whisKer2012年以来我国磷石膏的产量每年约7000万t ,全年磷石膏的综合利用率只有24.28%,累计堆存量已达2.5亿t 之多。
微波干燥硫酸钙晶须的研究

微波干燥硫酸钙晶须的研究张锁龙;刘科【摘要】硫酸钙晶须是一种正在被广泛应用的添加组分,发挥着日益突出的作用.干燥是制备硫酸钙晶须工艺中的重要步骤.为了探究微波干燥方式对硫酸钙晶须干燥的可行性,首先阐述了微波干燥原理,并且通过以二水硫酸钙晶须为原料的实验,获得在多种主要影响因素条件下半水硫酸钙晶须的实验结果.优化干燥的实验条件为:硫酸钙晶须100g、微波干燥时间25 min、微波功率700W,此条件下硫酸钙晶须的相对脱水率达到97%;对样品进行XRD检测,其成分全部为半水硫酸钙晶须,与样品在120℃常规电加热干燥下所得样品成分相同,而微波干燥时间仅为其的加热干1/5.同时,通过材料性能测试实验,证明微波处理的硫酸钙晶须性能得到增强.【期刊名称】《常州大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2014(026)002【总页数】5页(P53-57)【关键词】硫酸钙晶须;结晶水;微波干燥;电加热干燥;功能性【作者】张锁龙;刘科【作者单位】常州大学机械工程学院,江苏常州213016;常州大学机械工程学院,江苏常州213016【正文语种】中文【中图分类】TM924.76;O784微波是指波长范围为0.001~1m、频率范围为0.3~300GHz、具有穿透能力的电磁波[1]。
由于微波频率比一般的无线电波频率高,也称之为“超高频电磁波”。
微波作为一种电磁波,也具有波粒二象性。
微波的基本性质通常为穿透、反射、吸收3个特性。
为了规范使用微波频率,目前微波加热所采用的常用频率为915MHz和2 450MHz,其对应的波长分别为330mm和122mm,微波2450MHz频率已经合法应用于民用加热设备上。
微波加热是将微波作为加热能源,通过微波辐射,与物质分子之间发生相互作用并被吸收,由于能量耗损而产生的一种热效应。
微波是由微波发生器(磁控管)接受电源功率而产生的,通过波导输送到微波加热器,物料在微波场的作用下被加热。
微波加热的基本原理[2]可通过极性水分子在交变电场中的极性转化来阐释,装置如图1所示。
钛石膏除杂制备硫酸钙晶须与酸浸液处理研究

钛石膏除杂制备硫酸钙晶须与酸浸液处理研究 钛白粉是一种性能优异的白色粉末状无机颜料,生产工艺主要有氯化法和硫酸法两种。硫酸法生产钛白粉的工艺是以钛铁矿(FeTiO3)为原料,加入H2SO4反应后生成TiOSO4和FeSO4,废水中的FeSO4在后续处理工艺过程中逐渐氧化形成Fe2(SO4)3,含FeSO4和Fe2(SO4)3的废水经加入含石灰质(石灰石、生石灰、熟石灰等)中和形成以二水硫酸钙为主要成分的钛石膏固体废弃物。 钛石膏成分复杂、杂质含量高,是目前利用率很低的工业副产石膏,仅有少量钛石膏用于水泥缓凝剂和胶凝材料等方面,其余作为一般固废处理。钛石膏的露天堆存对生态环境存在潜在威胁。 因此,环保部门及钛白粉企业都迫切希望钛石膏能在高效环保的资源化利用途径上找到出路。本论文以钛石膏的资源化利用为目的,结合钛石膏处置量大的特点,在对钛石膏矿物属性进行全面分析基础上,提出酸浸法将钛石膏中的硫酸钙与杂质分离的研究思路,分别研究了钛石膏在硫酸、盐酸体系中,不同物相硫酸钙的转变行为及机理,探究优化工艺参数,并从工艺技术、产品市场与经济、环境效益等方面进行了综合评价。 研究表明,钛石膏主要化学成分为三氧化硫、氧化钙和Fe2O3,是资源化利用的主要成分。钛石膏颗粒粒径较小(D50=5.910μm)、杂质含量高(主要以非晶态存在)、含水量高(约68%)、呈弱碱性(pH=7.4)。 钛石膏主要矿物相为石膏(CaSO4·2H2O),晶体微观形貌为大小不同的长条状、不规则板状,通过TG-DTA分析推算出钛石膏中硫酸钙组分化学式为CaSO4·1.77H2O。在低浓度硫酸水溶液中(硫酸浓度小于1 mol/L),由于酸效应和同离子效应,钛石膏中二水硫酸钙与杂质能得到有效分离,优化工艺条件为:硫酸浓度0.5 mol/L,反应时间60 min,反应温度70℃,固液比1:12.5 g/mL。 二水硫酸钙随硫酸浓度、酸浸温度等条件的变化部分脱水转变为半水硫酸钙和无水硫酸钙。采用硫酸为助剂对钛石膏进行提纯和分离,所产生的含硫酸铁等成分的酸浸液可循环利用,当酸浸液中各金属离子接近饱和时,加入氢氧化钙调节pH值,得到二水硫酸钙、氢氧化铁粉体。 采用较高浓度硫酸酸浸处理钛石膏一步法分离金属氧化物及制备无水硫酸钙,可有效去除钛石膏中的铁、镁、铝、钛等杂质组分,得到纯度及白度都较高的无水硫酸钙粉体。制备无水硫酸钙的优化工艺条件为:硫酸质量分数35%,酸浸温度85℃,反应时间120 min。 酸浸条件对酸浸产物的物相及微观形貌影响较大,由长条状、不规则板状的二水硫酸钙晶体转变为边缘光滑、两端呈锯齿状的长板状无水硫酸钙晶体,最后转变为梭状的无水硫酸钙晶体。在较高浓度H2SO4-H2O体系中,二水硫酸钙转变为无水硫酸钙是溶解-结晶原理。 采用盐酸促溶析晶制备硫酸钙晶须,可使杂质与硫酸钙有效分离,得到纯度和白度都较高的硫酸钙晶须。制备二水硫酸钙晶须优化工艺条件为:盐酸与水体积比3:2、酸浸温度70℃、酸浸时间120 min、酸浸液循环4次,在此条件下可制得分散性较好、结晶度高,白度达95.5%的二水硫酸钙晶须,此外还可得到形貌均匀、表面光滑、晶体尺寸分布均匀的半水硫酸钙晶须副产物;制备半水硫酸钙晶须优化工艺条件为:盐酸与水体积比1:1、酸浸温度80℃、酸浸时间60 min,在此条件下可制得形貌均匀、表面光滑、分散性好、结晶度高的半水硫酸钙晶须,晶须长度集中在277.8800μm,晶须直径约为5.611μm,最大长径比达119.9;制备无水硫酸钙晶须的优化工艺条件为:盐酸与水体积比4:1、酸浸温度80℃、酸浸时间90 min,在此条件下可制得长度约18.326.7μm,直径约0.424.17μm,分散性较好,晶体尺寸分布较均匀的纤维状无水硫酸钙晶须。 采用硫酸、盐酸酸浸处理钛石膏,可使钛石膏中硫酸钙与铁、镁、铝、钛等杂质分离,制备纯度及白度都较高的硫酸钙(晶须),解决了目前普遍存在的杂质影响钛石膏资源化利用制品品质的问题。在硫酸体系中,制备纯度及白度都较高的二水硫酸钙、无水硫酸钙粉体,代替天然石膏用作建筑材料、填料等,可减少对天然石膏的开采,保护生态平衡,实现可持续发展,且对产生的硫酸酸浸液进行循环利用,采用分步沉淀法将酸浸液中金属离子分步沉淀出来,整个工艺流程几乎不产生二次污染,钛石膏中的有价组分及助剂得到充分利用;在盐酸体系中,制备形貌均匀、长径比大的硫酸钙晶须,得到高附加值产物,工艺可行性强,且对盐酸酸液进行循环利用,加入氢氧化钙将铁离子沉淀出来,经焙烧得到三氧化二铁粉体,减少二次污染。
硫酸钙晶须的制备研究进展

Re s e a r c h P r o g r e s s o n t h e Pr e p a r a t i o n o f Ca l c i u m S u l f a t e Wh i s k e r
L /Y a n—y a n, G u o J i 一 ,Z H A NG Y u a n
・
5 8・
山 东 化 工 S H A N D 0 N G C H E M I C A L I N D U S I R Y
2 0 1 3年 第 4 2卷
硫酸钙晶须的制备研究进展
李 燕燕 ,国吉富 , 张 源
( 山东 金正大 生态 工程股 份有 限公 司 , 山东 临沂 2 7 6 7 0 0 )
硫酸钙 晶须 又名 石 膏 Fra bibliotek须 , 分 为无 水 、 半水、 二
水硫 酸钙 晶须 , 是 一种 以单 晶形式 生长 的新型 针状 、
酸钙在水 中的溶解度很低 , 需要借助高压反应釜加 速渗析反应和控制过程的物理化学因素 , 实现晶须 的形成和改性 , 生产成本较高 , 工业化应用和推广受 到一定限制。 杨荣华等 以天然石膏为原料 , 采用水热法制 备出石膏晶须 , 得出硫酸钙晶须的最优工艺条件为 : 生石膏原料粒度小 于 1 2 2 1 x m、 调整料浆初始 p H值 为1 O 、 料浆质 量分数 为 5 %、 反 应 温 度 控 制 在 1 3 0 q C 、 反应时间为 1 . 5 h , 制备出的硫酸钙晶须产品
s u l f a t e wh i s k e r s we r e s u mma iz r e d,s o me p r o b l e ms we r e d i s c u s s e d a nd s o me r e l e v a nt s u g g e s t i o ns we r e p u t f o r wa r d. Ke y wo r d s: c a l c i u m s u fa l t e; wh i s k e r ; p r e p a r a t i o n
硫酸钙晶须的制备及其应用进展

目前 , 制取 硫 酸钙 晶须 的方法 主 要有 水 压热 法 和常压 酸 化法 。水 压热 法 , 天然石 膏 精 制后 得 到 将 的二水 硫 酸钙 配制 成水 溶 液 ,放入 水 压热 容器 中 ,
在一定的温度和压力下 , 二水硫酸钙转变为针状的 半水 硫酸钙 晶体 。常压 酸化法 , 将天然 石膏 或石灰 、 石灰 乳 与硫 酸或 废酸 合成 二水 硫 酸钙 , 在一 定 温度 和 酸性条 件 下 , 转变 成针 状或 纤 维状 半 水硫 酸 钙 晶
度约 为 1 ~1 m,长径 比达 到 5~l 0 0 0 0甚 至更 0
须 【 3 】 。
12 制 备原理 .
结 晶理 论认 为 , 酸钙 晶须 的制备 实 质上 是 颗 硫
高的纤维状单晶体。不含有通常材料中存在的缺陷 ( 晶界 、 错 、 穴 等 )原 子高 度 有 序 , 位 空 , 强度 接 近 于 完整 晶体 的理 论值 ,是 目前 已知 强度 最 大 的 固体 , 具有 优 良的力 学性 能 , 可作 为 符合 材料 的增 强和 改 性组分 [ ” 。 硫 酸 钙 晶须 , 又称 石 膏 晶 须 , 无 水 硫 酸 钙 的 是 纤 维状 单 晶体 , 白色疏 松针 状 物 , 有完 善 的结 构 、 具 完 整 的外形 、 定 的横 截面 、 定 的尺 寸 , 特 稳 其平 均 长 径 比一般 为 3 0~8 。具有颗 粒 状填料 的 细度 、 0 短纤 维 填 料 的长 径 比 、 高 温 、 酸 碱 性 、 化 学 腐 蚀 、 耐 耐 抗 韧 性好 、 电绝缘 性 好 、 强度 高 、 易进 行 表 面 处 理 , 与 树 脂 、 料 、 胶相 容 性 好 , 够均 匀 分 散 , 有 优 塑 橡 能 具 良的增 强功 能和 阻燃 性 。和其 他 无机 晶须 相 比 , 硫 酸钙 晶须是无 毒 的绿色 环保材料 [ 2 1 。
硫酸钙晶须的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能研究

硫 酸钙 晶须 , 既 能保 护 环 境 , 又 能 资 源循 环 利用 , 为磷 石 膏 的综 合利用 提供 了一条新 的途 径 。但 目前 尚未见
图 6 硫 酸钙 晶须 投 加 量 对 亚 甲基 蓝 溶 液 脱 色率 的 影 响
Fi g . 6 The e f f e c t o f ad d i t i o n a mo u nt of c a l c i u m s u l f a t e whi s ke r s o n de c o l o r i z at i o n r a t e o f me t h yl e n e b l u e s o l u t i o n
相关报 道[ 1 ] 。
( 2 ) C a S O ・ பைடு நூலகம் / 2 H2 O结晶:
C a 抖 +S ( ) j 一+1 / 2 H2 O - -  ̄ C a S O4・ 1 / 2 H2 ( ) ( 纤维状)
( 3 ) C a S O ・1 / 2 H2 O 脱水 :
C a S O4・ 1 / 2 H2 O - * - C a S O4 ( 纤维状) +1 / 2 H2 O
・
硫 酸钙 晶须 的生成 实质是 一个溶解 一结 晶一脱 水
的过程 , 即: ( 1 ) C a S O4・ 2 H2 O 溶解 :
C a S O 4・2 H2 O( 颗粒状) 一C a ” +S ( ) i 一十2 H2 O
硫酸钙 晶须性 能优异 , 用途 广泛 , 合 成方 法有 常压
硫酸钙晶须制备机理及技术研究进展
中图分类号 : T Q1 3 2 . 3 2; , I 3 4. 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 8一O 2 1 x( 2 O 1 4 ) O 2—0 0 4 9一 O 3
A r t s a n d S c i e n c e , D a z h o u 6 3 5 0 0 0 , C h i n a )
Ab s t r a c t : I n r e c e n t y e a s ,w r i t h t h e d e t e io r r a t i b n o f t h e e n v i r o n me n t p r o b l e m i n o u r c o u n t r y ,o u r c o u n t y r b e g n a t o d e v e l o p
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Re s e a r c h Pr og r e s s o n M e c h a n i s m a n d Pr e p a r a t i o n T e c h n i q u e o f Ca l c i u m S u l f a t e Wh i s k e r s
p r e p a r a t i o n o f c a l c i u m s u l f a t e w h i s k e r .B e c a u s e o u r c o u n t y r i n i i f d u s t r i a  ̄p r o d u c t i o n,s o me b y—p r du o c t s o f i n d u s t r i l a
2024年硫酸钙晶须市场需求分析
2024年硫酸钙晶须市场需求分析1. 市场概述硫酸钙晶须是一种重要的工业化学品,广泛应用于建筑材料、冶金、化工等领域。
市场需求分析旨在深入了解硫酸钙晶须的市场规模、发展趋势、主要应用领域以及竞争格局,为相关企业制定合理的销售策略提供参考。
2. 市场规模分析根据行业数据统计,硫酸钙晶须市场具有较大的潜力和发展空间。
预计市场规模将持续增长,达到XX亿美元。
这主要受到建筑业、冶金业、化工行业等的需求推动。
3. 应用领域分析3.1 建筑材料领域硫酸钙晶须在建筑材料领域具有广泛的应用。
其主要作用是增强水泥、砂浆的强度和耐久性。
在建筑行业迅速发展的背景下,硫酸钙晶须的市场需求也随之增长。
3.2 冶金领域硫酸钙晶须在冶金领域有重要的应用,可以用于冶炼过程中的炉渣调整和铸造材料的处理。
随着冶金产业的快速发展,硫酸钙晶须市场需求也呈现上升趋势。
3.3 化工领域硫酸钙晶须在化工领域广泛应用于制药、化肥等领域。
它可用作制药原料、化肥添加剂等,具有广阔的市场前景。
4. 市场竞争格局分析硫酸钙晶须市场竞争激烈,主要厂商包括国内外知名企业。
厂商之间通过不断创新、提高产品质量和降低成本来争夺市场份额。
5. 发展趋势预测随着建筑、冶金和化工等行业的快速发展,硫酸钙晶须市场需求将继续增长。
未来,随着技术的进步和产品质量的提高,市场竞争将更加激烈。
6. 市场销售策略建议鉴于市场竞争激烈的特点,企业应采取差异化的销售策略,注重产品品质、创新和市场营销手段的创新。
同时,加强与客户的沟通和合作,提供定制化解决方案,以满足客户多样化需求。
7. 结论硫酸钙晶须市场具有广阔的发展前景,随着相关行业的迅猛发展,市场需求将继续上升。
但同时也面临激烈的市场竞争,企业应不断提升产品质量、拓展应用领域、探索新的市场机会,以保持竞争优势。
硫酸钙晶须在硅橡胶中的应用性能研究
C S W 制备 的特 殊 的 R TV 胶 料 。 研 究 了 加 入 不
合 成橡 胶 之一 , 具 有极 佳 的热稳 定性 、 低 温韧 性 和
电绝缘 性 。主要 用 于 文 物 复 制 用 硅胶 模 、 建 筑装
饰、 树脂工艺品、 照 明 装饰 、 蜡烛 、 模 型设 计 、 产 品
合 材料 的切 口冲击 强 度 显 著 提 高 。Z h o u研 究 了
5 0 0 am/ r ai r n下 进行 拉 伸 实 验 。试 样 为 标 准 的 哑
C S W 补强 的丙 烯腈 丁二 烯 苯 乙烯 橡 胶 , 通 过实 验
测试 了复合 材料 的物 理 机 械 性 能 和 热 性 能 , 研 究 了C S W 对 复 合材 料 物 理机 械 性 能 和热 性 能 的影
试 了物 理 机 械 性 能 。结 果 表 明 , 添加 C S W 后 复
分) 共混 , 将 混合 物再 搅拌 0 . 5 h , 取得 胶料 。
1 . 3 表 征 用 ND J 一 1 测 量粘 度 。用 X Y一 1 橡 胶 硬度计 测
量 硬 度 。 用 TC R - 2 0 0 0 在 室 温 和 十 字 头 速 度
硫酸 钙 晶须 ( C S W) 乃 一种矿 物质 , 单 晶 构
1 . 2 R T V /C S W 胶 料 的 制 备
将不 同量 的 C S W- X 或 Y( 质 量 百 分 数 分 别
成, 每个 晶须 的直径 0 . 5 ~5 t L m, 长 径 比为 6:1 到
( 甚 至超 过 ) 1 0 0:1 。晶须 的 弹性模 量 大 约 为 2 . 6 ×1 0 p s i , 拉伸 强度 大约 为 3 ×1 0 p s i , 折射 指数 大
硫酸钙晶须的研究进展
硫酸钙晶须的研究进展李桂璇;谭建红;李兵【摘要】Calcium sulfate whisker is China’s excellent performance, with good market competitiveness and green environmental protection single crystal, which can be used in many aspects, but because of the complexity of preparation, the products are not enough. In order to have more products, the calcium sulfate whisker and process for preparation mechanism were briefly outlined, and in view of the different raw materials such as natural gypsum, halogen slag, carbide slag and different of preparation method such as atmospheric acidification method, hydrothermal method of calcium sulfate whiskers of preparation were described. The calcium sulfate whisker in the preparation, application development direction provided a reference of the future of calcium sulfate whisker deepen.%硫酸钙晶须是我国性能优良、具有很好市场竞争力且绿色环保的单晶体,可运用于多方面,但因其制备复杂,所以成品较少。
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硫酸钙晶须研究报告
硫酸钙是一种常见的矿物质,也是生物体中最常见的无机盐之一。
硫酸钙晶须是由硫酸钙分子聚合而成的长细柔软晶体。
这些晶须在生物体内起着重要的生化作用,同时也是一种重要的功能材料。
硫酸钙晶须的制备方法有多种,其中最常见的方法是化学合成法。
首先将硫酸钙溶液制备成过饱和状态,然后通过调节温度、pH值、搅拌速度等参数,使硫酸钙分子逐渐聚合形成晶须。
硫酸钙晶须具有高纯度、纤细、柔软等优点,因此在医药、化工、食品等领域有广泛的应用。
硫酸钙晶须的研究涉及到结构、形态、性质等方面。
通过扫描电子显微镜(SEM)观察硫酸钙晶须的形态,发现晶须呈纤细、柔软的形态。
通过X射线衍射(XRD)分析,得出硫酸钙晶须的结晶结构为六方晶系的,晶格常数为a=0.4539 nm,c=0.2962 nm。
同时进一步研究硫酸钙晶须的力学性质,发现硫酸钙晶须具有强度高、延展性强等特点。
硫酸钙晶须在医药领域有广泛的应用,主要用于制备医用敷料、生物陶瓷材料等。
硫酸钙晶须具有良好的生物相容性、生物可降解性,不会对人体造成任何不良反应。
研究表明,硫酸钙晶须可以促进骨组织的再生,因此在骨修复方面也有很好的应用前景。
除了医药领域,硫酸钙晶须还在化工、食品等领域有应用。
在化工领域中,硫酸钙晶须可以作为凝胶剂、沉淀剂等;在食品领域中,硫酸钙晶须可以作为凝固剂、酸奶发酵剂等。
硫酸钙晶须的多重应用使得其具有很好的经济价值。
综上所述,硫酸钙晶须是一种重要的功能材料,在医药、化工、食品等领域有广泛的应用前景。
随着人们对硫酸钙晶须研究的不断深入,相信硫酸钙晶须将会有更广泛的应用。