常压酸化法制备硫酸钙晶须工艺研究
膨胀石墨加工废水制备硫酸钙晶须的实验研究
第２８卷 第５期２０１８年９月 黑 龙 江 科 技 大 学 学 报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏｌ.２８Ｎｏ.５ Ｓｅｐ.２０１８
膨胀石墨加工废水制备硫酸钙晶须的实验研究
李立欣１ꎬ２ꎬ 贾 超１ꎬ 朴庸健２ꎬ 朴依彤２ꎬ 刘婉萌１(１.黑龙江科技大学环境与化工学院ꎬ哈尔滨１５００２２ꎻ２.龙江环保集团股份有限公司ꎬ哈尔滨１５００５６)
摘 要:针对膨胀石墨加工废水中ＳＯ４２－质量浓度较高ꎬ且难以资源化利用等问题ꎬ通过改良常压酸化法ꎬ直接将废水中的ＳＯ４２－制备成硫酸钙晶须ꎮ以ｐＨ值、温度、ＣａＣｌ２投加量三个因素设计同步正交实验Ｌ９(３３)ꎬ以ＳＯ４２－转化为硫酸钙晶须为指标ꎬ判断不同因素对硫酸钙晶须形成的影响ꎮ结果表明:硫酸钙晶须形成的影响因素作用由大至小依次为ｐＨ、温度、ＣａＣｌ２投加量ꎬ当ｐＨ为１.５、温度９０℃、ＣａＣｌ２投加量９.５ｇ/Ｌ时ꎬ此时ＳＯ４２－的转化率达到最高ꎬ为５６.８％ꎮ该研究可以为处理膨胀石墨工业废水提供新的思路ꎬ为其资源化利用指明方向ꎮ关键词:膨胀石墨工业废水ꎻ硫酸钙晶须ꎻ资源化利用ꎻ正交实验ｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.２０９５－７２６２.２０１８.０５.００５ 中图分类号:ＴＱ１３２.３２ 文章编号:２０９５－７２６２(２０１８)０５－０５０４－０５文献标志码:Ａ
Ｓｔｕｄｙｏｎｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｃａｌｃｉｕｍｓｕｌｆａｔｅｗｈｉｓｋｅｒｓｆｒｏｍｅｘｐａｎｄｅｄｇｒａｐｈｉｔｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒ
ＬｉＬｉｘｉｎ１ꎬ２ꎬ ＪｉａＣｈａｏ１ꎬ ＰｉａｏＹｏｎｇｊｉａｎ２ꎬ ＰｉａｏＹｉｔｏｎｇ２ꎬ ＬｉｕＷａｎｍｅｎｇ１(１.ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ＆ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＨａｒｂｉｎ１５００２２ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＬｏｎｇｊｉａｎｇＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＧｒｏｕｐＣｏ.Ｌｔｄ.ꎬＨａｒｂｉｎ１５００５６ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＴｈｉｓｐａｐｅｒｓｅｅｋｓｔｏａｄｄｒｅｓｓｔｈｅｎｏｔｏｒｉｏｕｓｐｒｏｂｌｅｍｓꎬｓｕｃｈａｓｈｉｇｈｅｒＳＯ４２－ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄｄｉｆｆｉｃｕｌｔｒｅｓｏｕｒｃｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｉｎｅｘｐａｎｄｅｄｇｒａｐｈｉｔｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒ.ＴｈｅｓｔｕｄｙｉｎｖｏｌｖｅｓｐｒｅｐａｒｉｎｇｃａｌｃｉｕｍｓｕｌｆａｔｅｗｈｉｓｋｅｒｄｉｒｅｃｔｌｙｆｒｏｍＳＯ４２－ｂｙｍｏｄｉｆｉｅｄａｃｉｄｉｚｉｎｇｍｅｔｈｏｄｕｎｄｅｒａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅｉｎｗａｓｔｅｗａｔｅｒｆｏｒｒｅａｌｉｚｉｎｇｔｈｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＳＯ４２－ｉｎｗａｓｔｅｗａｔｅｒꎻｄｅｓｉｇｎｉｎｇｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｐｅｒｉ￣ｍｅｎｔＬ９(３３)ｕｓｉｎｇｔｈｒｅｅｆａｃｔｏｒｓ:ｐＨꎬｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅꎬａｎｄＣａＣｌ２ｄｏｓａｇｅꎻｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒ￣ｅｎｔｆａｃｔｏｒｓｏｎｔｈｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｃａｌｃｉｕｍｓｕｌｆａｔｅｗｈｉｓｋｅｒｓｕｓｉｎｇｔｈｅｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆＳＯ４２－ｉｎｔｏｃａｌｃｉｕｍｓｕｌｐｈａｔｅｗｈｉｓｋｅｒａｓｉｎｄｅｘ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｏｆｃａｌｃｉｕｍｓｕｌｆａｔｅｗｈｉｓｋｅｒｆｏｒｍａｔｉｏｎｖａｒｙｆｒｏｍｓｔｒｏｎｇｔｏｗｅａｋ:ＰＨꎬｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄＣａＣｌ２ｄｏｓａｇｅꎻｉｎｔｈｅｐｒｅｓｅｎｃｅｏｆｔｈｅｐＨｏｆ１.５ꎬｔｈｅｔｅｍｐｅｒａ￣ｔｕｒｅｏｆ９０°ＣꎬａｎｄｔｈｅＣａＣｌ２ｄｏｓａｇｅｏｆ９.５ｇ/ＬꎬｔｈｅｒｅｏｃｃｕｒｓｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｒａｔｅｏｆＳＯ２－４ꎬａｔ５６.８％.Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｃｏｕｌｄｐｒｏｖｉｄｅａｎｅｗａｐｐｒｏａｃｈｆｏｒｔｈｅｔｒｅａｔｉｎｇｔｈｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒｆｒｏｍｅｘｐａｎｄｅｄｇｒａｐｈｉｔｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｉｔｓｒｅｓｏｕｒｃｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｅｘｐａｎｄｅｄｇｒａｐｈｉｔｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒꎻｃａｌｃｉｕｍｓｕｌｆａｔｅｗｈｉｓｋｅｒꎻｒｅｓｏｕｒｃｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎꎻｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ 收稿日期:２０１８－０７－１６ 基金项目:国家自然科学基金项目(５１６７８２２２ꎻ５１４０８２００)ꎻ哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室开放基金项目(ＥＳ２０１８０３) 第一作者简介:李立欣(１９８０－)ꎬ男ꎬ黑龙江省鹤岗人ꎬ副教授ꎬ博士ꎬ研究方向:微生物水处理技术、污水处理及能源、资源回收利用ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｌｉｌｉｘｉｎ１９８０＠１６３.ｃｏｍꎮ０ 引 言
硫酸钙晶须的生产工艺
硫酸钙晶须的生产工艺
硫酸钙晶须是一种以硫酸钙为原料制备的无机纤维材料，具有尺寸细小、柔软、耐高温、无毒等特点，常用于绝缘材料、填充材料、过滤材料等领域。下面介绍硫酸钙晶须的生产工艺。
硫酸钙晶须的生产工艺一般包括以下几个步骤：
1. 原料准备：首先需要准备硫酸钙的原料。硫酸钙可以通过将石膏经过煅烧得到，煅烧温度一般在130-300摄氏度之间进行控制。
2. 石膏研磨：将石膏研磨成颗粒状，研磨的颗粒大小可以根据需要进行调整。
3. 石膏脱水：将研磨后的石膏颗粒放入脱水机中，通过脱水的方式去除颗粒中的水分。脱水机一般采用离心式脱水，将石膏颗粒在高速旋转离心机中进行脱水。
4. 石膏成型：将脱水后的石膏颗粒放入成型机中进行成型。成型机一般采用旋转成型方式，通过旋转成型机的旋转运动，使石膏颗粒逐渐凝固并形成晶须状。
5. 硫酸钙晶须烘干：将成型后的硫酸钙晶须放入烘干设备中进行烘干。烘干温度一般在100-180摄氏度之间控制，以去除晶须中的水分。
6. 硫酸钙晶须加工：经过烘干的硫酸钙晶须可以进行进一步的加工。这包括切割、研磨、表面处理等工艺，以获得符合需求的硫酸钙晶须产品。
需要注意的是，在整个生产工艺中，原料的质量控制、生产设备的稳定性、工艺参数的准确控制都对硫酸钙晶须的质量产生重要影响。此外，对于不同用途的硫酸钙晶须，其生产工艺可能会有所差异，需要根据不同要求进行调整。
硫酸钙晶须的制备工艺研究
３６ 无机盐工业
ＩＮＯＲＧＡＮＩＣ ＣＨＥＭＩＣＡＬＳ ＩＮＤＵＳＴＲＹ 第４３卷第５期
２０１１年５月
硫酸钙晶须的制备工艺研究
唐湘，李军，金央，马娟
（四川大学化工学院，四川成都６１００６５）
摘要：用盐酸分解磷矿制备磷酸和硫酸钙晶须，主要研究了制备硫酸钙晶须的工艺条件。将磷矿粉用盐酸
分解过滤得含钙离子的酸解液，然后向酸解液中加入硫酸，通过控制反应条件制备硫酸钙晶须。分别通过单因素
实验和二次正交回归实验，考察了反应温度、硫酸浓度、加料时间和搅拌强度对硫酸钙晶须形貌以及长径比的影 响，并回归出了模型方程。通过实验得到制备长径比较大的硫酸钙晶须的最佳工艺条件：温度为６０℃、硫酸质量
分数为９０％、加料时间为１５ ｍｉｎ、搅拌速率为２００ ｒ／ｍｉｎ左右。在此工艺条件下，制备出的硫酸钙晶须直径为１０—
２０ ｍ，长为８００～１ ２００ ｍ，长径比可达到７８，颜色洁白。
关键词：硫酸钙晶须；盐酸；磷酸 中图分类号：ＴＱ１３２．３２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—４９９０（２０１１）０５—００３６—０４
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｃａｌｃｉｕｍ ｓｕｌｆａｔｅ ｗｈｉｓｋｅｒｓ
Ｔａｎｇ Ｘｉａｎｇ，Ｌｉ Ｊｕｎ，Ｊｉｎ Ｙａｎｇ，Ｍａ Ｊｕａｎ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｉｃｈｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６ １００６５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｏｒｍａｌｌｙ，ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃ ａｃｉｄ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｄｅｃｏｍｐｏｓｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｔｅ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ ａｃｉｄ ａｎｄ ｃａｌｃｉｕｍ ｓｕｌｆａｔｅ ｗｈｉｓｋｅｒｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｐｒｅｐａｒｉｎｇ ｃａｌｃｉｕｍ ｓｕｌｆａｔｅ ｗｈｉｓｋｅｒｓ ｗｅｒｅ ｍａｉｎｌｙ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅ ａｃｉｄ ｓｏｌｕ・ ｔｉｏｎ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ Ｃａ“ｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｎｇ ｐｈｏｓｐｈｏｆｉｔｅ ｐｏｗｄｅｒ ｗｉｔｈ ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃ ａｃｉｄ，ｔｈｅｎ ｃａｌｃｉｕｍ ｓｕｌｆａｔｅ ｗｈｉｓｋｅｒｓ
年产10000吨无水硫酸钙晶须设计
目录
第一章 绪论
1.1课题研究的意义与背景
1.2晶须及其结构性能介绍
1.3无水硫酸钙晶须的性质和特点
1.4无水硫酸钙晶须的应用
1.5国内外无水硫酸钙晶须制备研究现状
1.6目前制备无水硫酸钙晶须存在的问题
第二章 实验部分介绍
2.1引言
2.2实验的目的
2.3实验的设备及仪器介绍
2.4实验的药品与试剂
2.5实验的分析与测试
2.6制备无水硫酸钙晶须的工艺流程
2.7实验装备图
2.8本章小结
第三章 低温水热法制备硫酸钙晶须
3.1引言
3.2制备方法
3.3二水硫酸钙晶须制备工艺条件实验研究
3.3.1反应原料浓度的选择 3.3.2反应时间的选择
3.3.3搅拌速度对硫酸钙晶须的影响
3.3.4反应温度对硫酸钙晶须的影响
3.3.5寻找最佳产物的生产条件
第四章 制作10000吨无水硫酸钙晶须的设计研究
4.1引言
4.2项目介绍
4.3硫酸钙晶须特点和应用前景
4.4项目的技术来源、工艺
4.5项目的规模介绍
4.6本次设计解决的主要的问题与技术要求
4.7本章小结
第5章 总结与展望
5.1 对全文的总结
5.2对未来工作的展望
参考文献
谢词
附录
前言
以金属,陶瓷和树脂为基质，添加各种晶须构成高性能复合材料已成为目前国际材料科学发展的趋势。然而，传统的晶须如碳晶须、碳化硅晶须、氮化硅晶须等价格高昂，严重限制了晶须复合材料的民用化，因此开发廉价晶须成为当今复合材料研究的热点之一。硫酸钙晶须作为一种新型材料，不但具有与碳纤维相近的力学性能，还具有耐高温、抗化学腐蚀，良好的相容性和平滑性，再生性能好，毒性低，容易进行表面处理等优点，而其价格仅为碳化硅晶须的1 /200～1
/300。因其高性价比及其在民用材料的巨大应用前景，而成为材料领域的研究焦点。目前制备硫酸钙晶须主要通过水热法，该法需在高温高压下反应，晶须长径比低，能耗高，对反应装置要求高，且难以大规模化生产，从而制约了该法的工业性应用。
硫酸钙晶须制备的研究进展
硫酸钙晶须制备的研究进展
王鸿康;侯炜;何伟艳;王少青
【期刊名称】《内蒙古石油化工》
【年(卷),期】2017(000)001
【摘 要】硫酸钙晶须是以天然生石膏为原料,采用先进的工艺及配方生产的半水、无水、死烧硫酸钙纤维状单晶体.本文对硫酸钙晶须制备及其对硫酸钙晶须的表面改性工艺进行了简要的概述,同时针对不同的原料如磷石膏、卤渣、电石渣等及不同的制备方法如常压酸化法、水热法等对硫酸钙晶须的制备进行了表述,最后提出了硫酸钙晶须表面改性在制备等方面发展的方向,为未来硫酸钙晶须的生产提供了一个参考.
【总页数】4页(P9-12)
【作 者】王鸿康;侯炜;何伟艳;王少青
【作者单位】内蒙古工业大学化工学院,内蒙古呼和浩特010070;内蒙古化工职业学院化学工程系,内蒙古呼和浩特010070;内蒙古工业大学化工学院,内蒙古呼和浩特010070;内蒙古化工职业学院化学工程系,内蒙古呼和浩特010070
【正文语种】中 文
【中图分类】TQ125.14
【相关文献】 1.硫酸钙晶须制备及应用研究进展2.磷石膏制备硫酸钙晶须及晶须造纸应用的研究进展3.硫酸钙晶须制备机理及技术研究进展4.硫酸钙晶须的制备研究进展5.硫酸钙晶须制备及应用研究进展
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硫酸钙晶须制备及应用研究进展
硫酸钙晶须制备及应用研究进展
王露琦;熊道陵;李洋;宗毅;曹雪文;欧阳少波
【摘 要】The calcium sulfate whiskers(CSW) , made from gypsum mine or
desulfurized gypsum, are a kind of industrial by-product. They are sub-nanofibrous materials used as the modifying agents, with good shape,
large length-diameter ratio, large specific surface area and uniform cross
section. Their wide use is limited by their low yield and poor quality. Their
morphology and formation mechanism were focused first in the paper.
Following it was the summary of their preparation methods at home and
abroad. The research progress of preparation technologies such as
atmospheric acidification, hydrothermal synthesis, ion exchange and
micro-emulsion were introduced, and their advantages and disadvantages
were both analyzed. Finally, their application in the field of material
硫酸钙晶须的制备研究
硫酸钙晶须的制备研究
张丽清;冯盼盼;周华锋
【摘 要】The gypsum was first dissolved in sulphuric acid.After solid-liquid
separation,calcium sulfate solution was obtained by dissolving the residual
solid in dilute hydrochloric acid.Calcium sulfate whiskers were prepared by
means of ethanol crystallization from the solution.The morphology
structure of calcium sulfate whiskers were characterized by using SEM,XRD
and BET.The results showed that the optimum processing parameters were
pH 1.0~1.5,and the ethanol to solution volume ratio of 1.5.The crystalliza-tion rate reached the highest under these optimum conditions.%以石膏矿为原料,经硫酸酸化后过滤出剩余固体,再用盐酸进一步溶解硫酸不溶物,得含有硫酸钙的滤液,最后采用乙醇结晶的方法制备硫酸钙晶须.采用XRD,SEM,N2-TPD等方法对所制备的样品进行表征.结果表明:制备晶须的最佳条件为:溶液pH为1.0~1.5,乙醇加入体积为溶液的1.5倍,此时晶须的结晶率最高,达97 %以上.
【期刊名称】《沈阳化工大学学报》
【年(卷),期】2018(032)001
【总页数】4页(P26-29)
硫酸钙晶须的制备及应用评述
・专 论・ ＩＭ＆Ｐ化Ｉ矿物与加ｚ ２００２年第９期 文章编号：１００８—７５２４（２００２ Ｊ０９—００３１—０２
硫酸钙晶须的制备及应用评述
费文丽 ，李征芳 ，王 珩２
（１．化工部连云港设计研究院，江苏连云港２２２００４；２．连云港市技工学校，江苏连云港２２２００４） 摘要：评述硫酸钙晶须的性能特征、制备及其应用。 关键词：硫酸钙；晶须；增强材料；制备；应用 中图分类号：ＴＱ１３２．３’２ 文献标识码：Ｂ ０ 引言 晶须是一种纤维状单晶材料，晶须增强塑料 早在２０世纪６０年代就己出现，但由于当时生产 工艺复杂，价格昂贵，应用受到限制。直到２０世 纪８０年代，Ｅｔ本才率先研制出廉价的钛酸钾晶 须，并作为增强剂用在陶瓷、塑料中。此后，晶须 的研制、开发、应用在其它发达国家得到长足进 展，目前己扩展到汽车、电子电气、仪器仪表、机械 制造等领域。我国对无机盐晶须的研究起步于 ２０世纪９０年代。 与玻璃纤维相比，无机晶须增强塑料最明显 的优点在于其极高的强度，微细的尺寸，更易与树 脂复合，因而更易加工，产品各向同性、外观质量 优良。特别适用于制造形状复杂、尺寸精度高，表 面光洁的制品。 目前，无机晶须材料的开发应用比较活跃，硫 酸钙晶须以极其优良的物化性能及相对低廉的造 价吸引了工业界的重视。与石膏一样，硫酸钙晶 须也有二水、半水和无水之分。 １硫酸钙晶须的特性
表１ 硫酸钙晶须主要性能
表２几种晶须的性能比较
・收稿日期：２００２—０５—１５ 硫酸钙晶须是无水硫酸钙的纤维状单晶体， 其尺寸稳定，平均长径比为８０，具有耐高温、抗化 学腐蚀、韧性好、强度高、易进行表面处理、和橡胶 塑料等聚合物的亲和力强等优点，而价格却仅为 碳化硅晶须的２００～３００分之一，具有很强的市场 竞争力。
・ ３１ ・
维普资讯 ・专 论・ ＩＭ＆Ｐ化Ｉ矿物ｓ加Ｉ ２００２年第９期 其主要性能见表１，与几种晶须的性能比较 见表２。 理论上讲，晶须越长，对基体的增强作用越 大，硫酸钙晶须在这方面具有明显的优越性。 ２硫酸钙晶须的制备 硫酸钙晶须的制备方法主要有水压热法和常 压酸化法。 水压热法是将质量分数小于２％的二水石膏 悬浮液加到水压热器中处理，在饱和蒸汽压下，二 水石膏变为细小针状的半水石膏，再经晶型稳定 化处理，得到半水硫酸钙晶须。该方法生产成本 高，应用受到限制。 常压酸化法是指在一定温度下，高浓度二水 硫酸钙悬浮液在酸性溶液中，可以转变成针状或 纤维状半水硫酸钙晶须。与水压热法相比，此方 法不需要压热器，且原料质量分数大大提高，成本 大幅降低，易于工业化生产。 有专利报道了利用氨碱厂废液与卤水制造硫 酸钙晶须。具体方法是将氨碱厂蒸氨废液与制盐 卤水混合先制得二水硫酸钙，再由二水硫酸钙通 过常压酸化法制得半水硫酸钙晶须。 ３硫酸钙晶须的应用 硫酸钙晶须在聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等塑 料中可以改善制品的性能。以聚丙烯为例，硫酸 钙晶须对改善塑料性能的作用见表３。 表３硫酸钙晶须对塑料性能的影Ⅱ向
硫酸钙晶须制备工艺及应用研究
第４１卷第１期 ２０１ ２年１月 当 代 化 工 Ｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｖｏ１．４１．ＮＯ．１ Ｊａｎｕａｒｙ，２０１ ２
硫酸钙晶须制备工艺及应用研究
吴学东 ，钟 辉 ，辜晓芸
（１．成都理工大学材料与化学化工学院，四川成都６１００５９； ２．海相沉积深层卤水开发和综合利用ｌ￣ｌＪｌｌ省重点实验室，四川邛崃６１１５３０）
摘 要：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。 关键词：硫酸钙晶须；制备；应用 中图分类号：ＴＱ １２５．１４ 文献标识码：Ａ 文章编号： １６７１—０４６０（２０１２）０１—００７５－０２
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ
Ｃ ａｌｃｉｕｍ Ｓｕｌｆａｔｅ Ｗｈｉｓｋｅｒ
ＷＵＸｕｅ—ｄｏｎｇ ，ＺＨＯＮＧ ｈｕｉ ，ＧＵＸｉａｏ－ｙｕｎ （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｉｃｈｕａｎ Ｃｈｅｎｇｄｕ ６ １ ００５９ ２．Ｓｉｃｈｕａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ａｎｄ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍａｒｉｎｅ Ｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙ Ｂｒｉｎｅ， Ｓｉｃｈｕａｎ Ｑｉｏｎｇｌａｉ ６１１５３０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ．ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｍａｎｙ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｎ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｗｈｉｓｋｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ．Ｃａｌｃｉｕｍ ｓｕｌｆａｔｅ ｗｈｉｓｋｅｒ ｉＳ ａ ｇｙｐｓｕｍ ｗｈｉｓｋｅ￣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． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｃａｌｃｉｕｍ ｓｕｌｆａｔｅ ｗｈｉｓｋｅｒ；Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ； Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
硫酸钙晶须的制备方法
硫酸钙晶须的制备方法
硫酸钙晶须在20世纪70年代由日、美、德等国着手研究，20世纪80年代开始逐步应用。我国也紧随其后，并在21世纪初进行了工业化生产，其中沈阳立昂新材料有限责任公司为国内最早工业化生产的企业，洛阳亮东非金属材料科技开发有限公司为目前国内工业化生产产能最大的企业。 硫酸钙晶须有二水（CaSO4·2H2O）、半水（CaSO4·0.5H2O）和无水（CaSO4）之分。其制备方法目前主要有水压热法和常压酸化法。硫酸钙晶须具有高强度、高模量、高韧性、高绝缘性、耐磨耗、耐高温、耐酸碱、抗腐蚀、红外线反射性良好、易于表面处理、易与聚合物复合、无毒等诸多优良的理化性能。
制备原理：结晶理论认为，硫酸钙晶须的制备实质上是颗粒状的二水硫酸钙失去结晶水，转变成半水或无水硫酸钙的过程，生产实质是一个溶解-结晶-脱水的过程【1】，化学方程式如下：caso4.2H2o(颗粒状)→caso4·（1/2）H2O(纤维状)+（3/2）H2O.
caso4·（1/2）H2O(纤维状)→caso4(纤维状)+(1/2)H2O.
(1) caso4.2H2o的溶解过程：caso4.2H2o→ca2++ so42-+2H2O.
(2) caso4·（1/2）H2O的结晶过程：ca2++ so42-+(1/2)H2O→caso4·（1/2）H2O
(3) caso4·（1/2）H2O的脱水生成无水硫酸钙晶须：caso4·（1/2）H2O→caso4+(1/2)H2O.
制备技术：
（1）以石膏为原料
以石膏为原料制备硫酸钙晶须的方法主要有水热法和常压酸化法。水热法是将小于2%的二水石膏悬浮液加到水压热器中处理，在饱和蒸汽压下，二水石膏变成变成细小针状的半水石膏，再经晶型话处理得到半水硫酸钙晶须。该方法生产成本高，应用受到限制。常压酸化法是在一定温度下，此法不需要压热器，且原料的质量分数大大提高，成本大幅度降低，易于实现工业化生产【2-5】。