10034-76-1/脫硫石膏制備硫酸鈣晶須技術(shù)研究

硫酸鈣晶須作為特殊的晶體材料，具有高強(qiáng)度、高模量等優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于造紙、橡膠和塑料等領(lǐng)域。

脫硫石膏主要成分、性能和可操作性與天然石膏類似，以其替代天然石膏生產(chǎn)硫酸鈣晶須，既能減少天然石膏開采導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境破壞，又能實(shí)現(xiàn)火電廠固廢脫硫石膏減量和資源化利用，生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品。

硫酸鈣晶須的制備方法主要有水熱法和常壓酸化法。水熱法對設(shè)備的抗壓、耐溫性能要求嚴(yán)格，生產(chǎn)過程復(fù)雜、生產(chǎn)成本高；與水壓熱法相比，常壓酸化法工藝流程簡單、生產(chǎn)成本低且易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

田雨等以火電廠固廢脫硫石膏為原料，采用常壓酸化法制備硫酸鈣晶須，考察脫硫石膏預(yù)處理、硫酸濃度、脫硫石膏質(zhì)量濃度和硫酸循環(huán)使用次數(shù)對脫硫石膏性質(zhì)和硫酸鈣晶須的影響。

1、原料及預(yù)處理

脫硫石膏主要成分為CaSO4·2H2O，含有少量的SiO2和Al2O3等雜質(zhì)，其雜質(zhì)的主要來源為濕法脫硫時(shí)卷入的粉煤灰。脫硫石膏經(jīng)粉碎機(jī)破碎1min后備用。

脫硫石膏預(yù)處理：量取200mL稀硫酸溶液（濃度為3.55mmol/L），稱取100g脫硫石膏加入硫酸溶液中，常溫下攪拌30min，直至無氣泡產(chǎn)生，然后靜置10min，過濾，濾餅用去離子水洗滌數(shù)次后，在烘箱中80℃干燥6h，經(jīng)過粉碎機(jī)破碎1min，篩分得到小于100目的預(yù)處理后的脫硫石膏，分裝備用。

脫硫石膏制備硫酸鈣晶須：采用常壓酸化法制備硫酸鈣晶須，典型制備過程：量取300mL硫酸溶液（硫酸濃度分別為1、1.5、2、2.5mol/L和3mol/L），加入三口圓底燒瓶中，置于80℃水浴中，加入一定質(zhì)量濃度（6.7、10、13.3g/L和16.7g/L）的預(yù)處理后的脫硫石膏，恒溫?cái)嚢?h，趁熱過濾，30℃下將濾液置于燒杯中陳化3h，完成硫酸鈣重結(jié)晶，再過濾，濾餅用去離子水多次洗滌后，在烘箱中90℃干燥2h，得到硫酸鈣晶須，濾液（硫酸溶液）回收循環(huán)使用。

2、結(jié)果分析

經(jīng)過預(yù)處理后的脫硫石膏中雜質(zhì)部分脫除，脫硫石膏中CaSO4·2H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高，制備的硫酸鈣晶須純度、白度和長徑比等品質(zhì)得到改善。

硫酸濃度和脫硫石膏質(zhì)量濃度均影響硫酸鈣晶須品質(zhì)，硫酸溶液濃度為2mol/L、脫硫石膏質(zhì)量濃度為10g/L時(shí)，制備的硫酸鈣晶須品質(zhì)較好，晶須的形貌尺寸均一，長徑比較高，為60~110。

在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，硫酸溶液循環(huán)使用對晶須形貌無顯著影響，但其雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加。

資料來源：《田雨,趙玉,詹華,等.火電廠脫硫石膏制備硫酸鈣晶須的研究[J].現(xiàn)代化工:2021》